[multiple changes]
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / ada / gnat_ugn.texi
1 \input texinfo   @c -*-texinfo-*-
2 @c %**start of header
3
4 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
5 @c                                                                            o
6 @c                            GNAT DOCUMENTATION                              o
7 @c                                                                            o
8 @c                             G N A T _ U G N                                o
9 @c                                                                            o
10 @c                     Copyright (C) 1992-2011, AdaCore                       o
11 @c                                                                            o
12 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
13
14 @setfilename gnat_ugn.info
15
16 @copying
17 Copyright @copyright{} 1995-2009 Free Software Foundation,
18 Inc.
19
20 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
21 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
22 any later version published by the Free Software Foundation; with no
23 Invariant Sections, with no Front-Cover Texts and with no Back-Cover
24 Texts.  A copy of the license is included in the section entitled
25 ``GNU Free Documentation License''.
26 @end copying
27
28 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
29 @c
30 @c                           GNAT_UGN Style Guide
31 @c
32 @c  1. Always put a @noindent on the line before the first paragraph
33 @c     after any of these commands:
34 @c
35 @c          @chapter
36 @c          @section
37 @c          @subsection
38 @c          @subsubsection
39 @c          @subsubsubsection
40 @c
41 @c          @end smallexample
42 @c          @end itemize
43 @c          @end enumerate
44 @c
45 @c  2. DO NOT use @example. Use @smallexample instead.
46 @c     a) DO NOT use highlighting commands (@b{}, @i{}) inside an @smallexample
47 @c        context.  These can interfere with the readability of the texi
48 @c        source file.  Instead, use one of the following annotated
49 @c        @smallexample commands, and preprocess the texi file with the
50 @c        ada2texi tool (which generates appropriate highlighting):
51 @c        @smallexample @c ada
52 @c        @smallexample @c adanocomment
53 @c        @smallexample @c projectfile
54 @c     b) The "@c ada" markup will result in boldface for reserved words
55 @c        and italics for comments
56 @c     c) The "@c adanocomment" markup will result only in boldface for
57 @c        reserved words (comments are left alone)
58 @c     d) The "@c projectfile" markup is like "@c ada" except that the set
59 @c        of reserved words include the new reserved words for project files
60 @c
61 @c  3. Each @chapter, @section, @subsection, @subsubsection, etc.
62 @c     command must be preceded by two empty lines
63 @c
64 @c  4. The @item command should be on a line of its own if it is in an
65 @c     @itemize or @enumerate command.
66 @c
67 @c  5. When talking about ALI files use "ALI" (all uppercase), not "Ali"
68 @c     or "ali".
69 @c
70 @c  6. DO NOT put trailing spaces at the end of a line.  Such spaces will
71 @c     cause the document build to fail.
72 @c
73 @c  7. DO NOT use @cartouche for examples that are longer than around 10 lines.
74 @c     This command inhibits page breaks, so long examples in a @cartouche can
75 @c     lead to large, ugly patches of empty space on a page.
76 @c
77 @c  NOTE: This file should be submitted to xgnatugn with either the vms flag
78 @c        or the unw flag set.  The unw flag covers topics for both Unix and
79 @c        Windows.
80 @c
81 @c oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
82
83 @set NOW January 2007
84 @c This flag is used where the text refers to conditions that exist when the
85 @c text was entered into the document but which may change over time.
86 @c Update the setting for the flag, and (if necessary) the text surrounding,
87 @c the references to the flag, on future doc revisions:
88 @c search for @value{NOW}.
89
90 @set FSFEDITION
91 @set EDITION GNAT
92 @set DEFAULTLANGUAGEVERSION Ada 2005
93 @set NONDEFAULTLANGUAGEVERSION Ada 95
94
95 @ifset unw
96 @set PLATFORM
97 @end ifset
98
99 @ifset vms
100 @set PLATFORM OpenVMS
101 @end ifset
102
103 @c @ovar(ARG)
104 @c ----------
105 @c The ARG is an optional argument.  To be used for macro arguments in
106 @c their documentation (@defmac).
107 @macro ovar{varname}
108 @r{[}@var{\varname\}@r{]}@c
109 @end macro
110 @c Status as of November 2009:
111 @c Unfortunately texi2pdf and texi2html treat the trailing "@c"
112 @c differently, and faulty output is produced by one or the other
113 @c depending on whether the "@c" is present or absent.
114 @c As a result, the @ovar macro is not used, and all invocations
115 @c of the @ovar macro have been expanded inline.
116
117
118 @settitle @value{EDITION} User's Guide @value{PLATFORM}
119 @dircategory GNU Ada tools
120 @direntry
121 * @value{EDITION} User's Guide: (gnat_ugn). @value{PLATFORM}
122 @end direntry
123
124 @include gcc-common.texi
125
126 @setchapternewpage odd
127 @syncodeindex fn cp
128 @c %**end of header
129
130 @titlepage
131 @title @value{EDITION} User's Guide
132 @ifset vms
133 @sp 1
134 @flushright
135 @titlefont{@i{@value{PLATFORM}}}
136 @end flushright
137 @end ifset
138
139 @sp 2
140
141 @subtitle GNAT, The GNU Ada Compiler
142 @versionsubtitle
143 @author AdaCore
144
145 @page
146 @vskip 0pt plus 1filll
147
148 @insertcopying
149
150 @end titlepage
151
152 @ifnottex
153 @node Top, About This Guide, (dir), (dir)
154 @top @value{EDITION} User's Guide
155
156 @noindent
157 @value{EDITION} User's Guide @value{PLATFORM}
158
159 @noindent
160 GNAT, The GNU Ada Compiler@*
161 GCC version @value{version-GCC}@*
162
163 @noindent
164 AdaCore@*
165
166 @menu
167 * About This Guide::
168 * Getting Started with GNAT::
169 * The GNAT Compilation Model::
170 * Compiling Using gcc::
171 * Binding Using gnatbind::
172 * Linking Using gnatlink::
173 * The GNAT Make Program gnatmake::
174 * Improving Performance::
175 * Renaming Files Using gnatchop::
176 * Configuration Pragmas::
177 * Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname::
178 * GNAT Project Manager::
179 * Tools Supporting Project Files::
180 * The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind::
181 * The GNAT Pretty-Printer gnatpp::
182 * The GNAT Metric Tool gnatmetric::
183 * File Name Krunching Using gnatkr::
184 * Preprocessing Using gnatprep::
185 * The GNAT Library Browser gnatls::
186 * Cleaning Up Using gnatclean::
187 @ifclear vms
188 * GNAT and Libraries::
189 * Using the GNU make Utility::
190 @end ifclear
191 * Memory Management Issues::
192 * Stack Related Facilities::
193 * Verifying Properties Using gnatcheck::
194 * Creating Sample Bodies Using gnatstub::
195 * Generating Ada Bindings for C and C++ headers::
196 * Other Utility Programs::
197 * Running and Debugging Ada Programs::
198 @ifclear vms
199 * Code Coverage and Profiling::
200 @end ifclear
201 @ifset vms
202 * Compatibility with HP Ada::
203 @end ifset
204 * Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries::
205 * Example of Binder Output File::
206 * Elaboration Order Handling in GNAT::
207 * Conditional Compilation::
208 * Inline Assembler::
209 * Compatibility and Porting Guide::
210 @ifset unw
211 * Microsoft Windows Topics::
212 @end ifset
213 * GNU Free Documentation License::
214 * Index::
215
216  --- The Detailed Node Listing ---
217
218 About This Guide
219
220 * What This Guide Contains::
221 * What You Should Know before Reading This Guide::
222 * Related Information::
223 * Conventions::
224
225 Getting Started with GNAT
226
227 * Running GNAT::
228 * Running a Simple Ada Program::
229 * Running a Program with Multiple Units::
230 * Using the gnatmake Utility::
231 @ifset vms
232 * Editing with Emacs::
233 @end ifset
234 @ifclear vms
235 * Introduction to GPS::
236 @end ifclear
237
238 The GNAT Compilation Model
239
240 * Source Representation::
241 * Foreign Language Representation::
242 * File Naming Rules::
243 * Using Other File Names::
244 * Alternative File Naming Schemes::
245 * Generating Object Files::
246 * Source Dependencies::
247 * The Ada Library Information Files::
248 * Binding an Ada Program::
249 * Mixed Language Programming::
250 @ifclear vms
251 * Building Mixed Ada & C++ Programs::
252 * Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models::
253 @end ifclear
254 * Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models::
255 @ifset vms
256 * Placement of temporary files::
257 @end ifset
258
259 Foreign Language Representation
260
261 * Latin-1::
262 * Other 8-Bit Codes::
263 * Wide Character Encodings::
264
265 Compiling Ada Programs With gcc
266
267 * Compiling Programs::
268 * Switches for gcc::
269 * Search Paths and the Run-Time Library (RTL)::
270 * Order of Compilation Issues::
271 * Examples::
272
273 Switches for gcc
274
275 * Output and Error Message Control::
276 * Warning Message Control::
277 * Debugging and Assertion Control::
278 * Validity Checking::
279 * Style Checking::
280 * Run-Time Checks::
281 * Using gcc for Syntax Checking::
282 * Using gcc for Semantic Checking::
283 * Compiling Different Versions of Ada::
284 * Character Set Control::
285 * File Naming Control::
286 * Subprogram Inlining Control::
287 * Auxiliary Output Control::
288 * Debugging Control::
289 * Exception Handling Control::
290 * Units to Sources Mapping Files::
291 * Integrated Preprocessing::
292 @ifset vms
293 * Return Codes::
294 @end ifset
295
296 Binding Ada Programs With gnatbind
297
298 * Running gnatbind::
299 * Switches for gnatbind::
300 * Command-Line Access::
301 * Search Paths for gnatbind::
302 * Examples of gnatbind Usage::
303
304 Switches for gnatbind
305
306 * Consistency-Checking Modes::
307 * Binder Error Message Control::
308 * Elaboration Control::
309 * Output Control::
310 * Binding with Non-Ada Main Programs::
311 * Binding Programs with No Main Subprogram::
312
313 Linking Using gnatlink
314
315 * Running gnatlink::
316 * Switches for gnatlink::
317
318 The GNAT Make Program gnatmake
319
320 * Running gnatmake::
321 * Switches for gnatmake::
322 * Mode Switches for gnatmake::
323 * Notes on the Command Line::
324 * How gnatmake Works::
325 * Examples of gnatmake Usage::
326
327 Improving Performance
328 * Performance Considerations::
329 * Text_IO Suggestions::
330 * Reducing Size of Ada Executables with gnatelim::
331 * Reducing Size of Executables with unused subprogram/data elimination::
332
333 Performance Considerations
334 * Controlling Run-Time Checks::
335 * Use of Restrictions::
336 * Optimization Levels::
337 * Debugging Optimized Code::
338 * Inlining of Subprograms::
339 * Other Optimization Switches::
340 * Optimization and Strict Aliasing::
341 @ifset vms
342 * Coverage Analysis::
343 @end ifset
344
345 Reducing Size of Ada Executables with gnatelim
346 * About gnatelim::
347 * Running gnatelim::
348 * Processing Precompiled Libraries::
349 * Correcting the List of Eliminate Pragmas::
350 * Making Your Executables Smaller::
351 * Summary of the gnatelim Usage Cycle::
352
353 Reducing Size of Executables with unused subprogram/data elimination
354 * About unused subprogram/data elimination::
355 * Compilation options::
356
357 Renaming Files Using gnatchop
358
359 * Handling Files with Multiple Units::
360 * Operating gnatchop in Compilation Mode::
361 * Command Line for gnatchop::
362 * Switches for gnatchop::
363 * Examples of gnatchop Usage::
364
365 Configuration Pragmas
366
367 * Handling of Configuration Pragmas::
368 * The Configuration Pragmas Files::
369
370 Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname
371
372 * Arbitrary File Naming Conventions::
373 * Running gnatname::
374 * Switches for gnatname::
375 * Examples of gnatname Usage::
376
377 The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind
378
379 * Switches for gnatxref::
380 * Switches for gnatfind::
381 * Project Files for gnatxref and gnatfind::
382 * Regular Expressions in gnatfind and gnatxref::
383 * Examples of gnatxref Usage::
384 * Examples of gnatfind Usage::
385
386 The GNAT Pretty-Printer gnatpp
387
388 * Switches for gnatpp::
389 * Formatting Rules::
390
391 The GNAT Metrics Tool gnatmetric
392
393 * Switches for gnatmetric::
394
395 File Name Krunching Using gnatkr
396
397 * About gnatkr::
398 * Using gnatkr::
399 * Krunching Method::
400 * Examples of gnatkr Usage::
401
402 Preprocessing Using gnatprep
403 * Preprocessing Symbols::
404 * Using gnatprep::
405 * Switches for gnatprep::
406 * Form of Definitions File::
407 * Form of Input Text for gnatprep::
408
409 The GNAT Library Browser gnatls
410
411 * Running gnatls::
412 * Switches for gnatls::
413 * Examples of gnatls Usage::
414
415 Cleaning Up Using gnatclean
416
417 * Running gnatclean::
418 * Switches for gnatclean::
419 @c * Examples of gnatclean Usage::
420
421 @ifclear vms
422
423 GNAT and Libraries
424
425 * Introduction to Libraries in GNAT::
426 * General Ada Libraries::
427 * Stand-alone Ada Libraries::
428 * Rebuilding the GNAT Run-Time Library::
429
430 Using the GNU make Utility
431
432 * Using gnatmake in a Makefile::
433 * Automatically Creating a List of Directories::
434 * Generating the Command Line Switches::
435 * Overcoming Command Line Length Limits::
436 @end ifclear
437
438 Memory Management Issues
439
440 * Some Useful Memory Pools::
441 * The GNAT Debug Pool Facility::
442 @ifclear vms
443 * The gnatmem Tool::
444 @end ifclear
445
446 Stack Related Facilities
447
448 * Stack Overflow Checking::
449 * Static Stack Usage Analysis::
450 * Dynamic Stack Usage Analysis::
451
452 Some Useful Memory Pools
453
454 The GNAT Debug Pool Facility
455
456 @ifclear vms
457 The gnatmem Tool
458
459 * Running gnatmem::
460 * Switches for gnatmem::
461 * Example of gnatmem Usage::
462 @end ifclear
463
464 Verifying Properties Using gnatcheck
465
466 Sample Bodies Using gnatstub
467
468 * Running gnatstub::
469 * Switches for gnatstub::
470
471 Other Utility Programs
472
473 * Using Other Utility Programs with GNAT::
474 * The External Symbol Naming Scheme of GNAT::
475 * Converting Ada Files to html with gnathtml::
476
477 @ifclear vms
478 Code Coverage and Profiling
479
480 * Code Coverage of Ada Programs using gcov::
481 * Profiling an Ada Program using gprof::
482 @end ifclear
483
484 Running and Debugging Ada Programs
485
486 * The GNAT Debugger GDB::
487 * Running GDB::
488 * Introduction to GDB Commands::
489 * Using Ada Expressions::
490 * Calling User-Defined Subprograms::
491 * Using the Next Command in a Function::
492 * Ada Exceptions::
493 * Ada Tasks::
494 * Debugging Generic Units::
495 * Remote Debugging using gdbserver::
496 * GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate::
497 * Naming Conventions for GNAT Source Files::
498 * Getting Internal Debugging Information::
499 * Stack Traceback::
500
501 @ifset vms
502 * LSE::
503 @end ifset
504
505 @ifset vms
506 Compatibility with HP Ada
507
508 * Ada Language Compatibility::
509 * Differences in the Definition of Package System::
510 * Language-Related Features::
511 * The Package STANDARD::
512 * The Package SYSTEM::
513 * Tasking and Task-Related Features::
514 * Pragmas and Pragma-Related Features::
515 * Library of Predefined Units::
516 * Bindings::
517 * Main Program Definition::
518 * Implementation-Defined Attributes::
519 * Compiler and Run-Time Interfacing::
520 * Program Compilation and Library Management::
521 * Input-Output::
522 * Implementation Limits::
523 * Tools and Utilities::
524
525 Language-Related Features
526
527 * Integer Types and Representations::
528 * Floating-Point Types and Representations::
529 * Pragmas Float_Representation and Long_Float::
530 * Fixed-Point Types and Representations::
531 * Record and Array Component Alignment::
532 * Address Clauses::
533 * Other Representation Clauses::
534
535 Tasking and Task-Related Features
536
537 * Implementation of Tasks in HP Ada for OpenVMS Alpha Systems::
538 * Assigning Task IDs::
539 * Task IDs and Delays::
540 * Task-Related Pragmas::
541 * Scheduling and Task Priority::
542 * The Task Stack::
543 * External Interrupts::
544
545 Pragmas and Pragma-Related Features
546
547 * Restrictions on the Pragma INLINE::
548 * Restrictions on the Pragma INTERFACE::
549 * Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME::
550
551 Library of Predefined Units
552
553 * Changes to DECLIB::
554
555 Bindings
556
557 * Shared Libraries and Options Files::
558 * Interfaces to C::
559 @end ifset
560
561 Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries
562
563 * Summary of Run-Time Configurations::
564 * Specifying a Run-Time Library::
565 * Choosing the Scheduling Policy::
566 * Solaris-Specific Considerations::
567 * Linux-Specific Considerations::
568 * AIX-Specific Considerations::
569 * Irix-Specific Considerations::
570 * RTX-Specific Considerations::
571 * HP-UX-Specific Considerations::
572
573 Example of Binder Output File
574
575 Elaboration Order Handling in GNAT
576
577 * Elaboration Code::
578 * Checking the Elaboration Order::
579 * Controlling the Elaboration Order::
580 * Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls::
581 * Controlling Elaboration in GNAT - External Calls::
582 * Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety::
583 * Treatment of Pragma Elaborate::
584 * Elaboration Issues for Library Tasks::
585 * Mixing Elaboration Models::
586 * What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails::
587 * Elaboration for Access-to-Subprogram Values::
588 * Summary of Procedures for Elaboration Control::
589 * Other Elaboration Order Considerations::
590
591 Conditional Compilation
592 * Use of Boolean Constants::
593 * Debugging - A Special Case::
594 * Conditionalizing Declarations::
595 * Use of Alternative Implementations::
596 * Preprocessing::
597
598 Inline Assembler
599
600 * Basic Assembler Syntax::
601 * A Simple Example of Inline Assembler::
602 * Output Variables in Inline Assembler::
603 * Input Variables in Inline Assembler::
604 * Inlining Inline Assembler Code::
605 * Other Asm Functionality::
606
607 Compatibility and Porting Guide
608
609 * Compatibility with Ada 83::
610 * Compatibility between Ada 95 and Ada 2005::
611 * Implementation-dependent characteristics::
612 @ifclear vms
613 @c This brief section is only in the non-VMS version
614 @c The complete chapter on HP Ada issues is in the VMS version
615 * Compatibility with HP Ada 83::
616 @end ifclear
617 * Compatibility with Other Ada Systems::
618 * Representation Clauses::
619 @ifset vms
620 * Transitioning to 64-Bit GNAT for OpenVMS::
621 @end ifset
622
623 @ifset unw
624 Microsoft Windows Topics
625
626 * Using GNAT on Windows::
627 * CONSOLE and WINDOWS subsystems::
628 * Temporary Files::
629 * Mixed-Language Programming on Windows::
630 * Windows Calling Conventions::
631 * Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)::
632 * Using DLLs with GNAT::
633 * Building DLLs with GNAT::
634 * GNAT and Windows Resources::
635 * Debugging a DLL::
636 * Setting Stack Size from gnatlink::
637 * Setting Heap Size from gnatlink::
638 @end ifset
639
640 * Index::
641 @end menu
642 @end ifnottex
643
644 @node About This Guide
645 @unnumbered About This Guide
646
647 @noindent
648 @ifset vms
649 This guide describes the use of @value{EDITION},
650 a compiler and software development toolset for the full Ada
651 programming language, implemented on OpenVMS for HP's Alpha and
652 Integrity server (I64) platforms.
653 @end ifset
654 @ifclear vms
655 This guide describes the use of @value{EDITION},
656 a compiler and software development
657 toolset for the full Ada programming language.
658 @end ifclear
659 It documents the features of the compiler and tools, and explains
660 how to use them to build Ada applications.
661
662 @value{EDITION} implements Ada 95 and Ada 2005, and it may also be invoked in
663 Ada 83 compatibility mode.
664 By default, @value{EDITION} assumes @value{DEFAULTLANGUAGEVERSION},
665 but you can override with a compiler switch
666 (@pxref{Compiling Different Versions of Ada})
667 to explicitly specify the language version.
668 Throughout this manual, references to ``Ada'' without a year suffix
669 apply to both the Ada 95 and Ada 2005 versions of the language.
670
671
672 @ifclear FSFEDITION
673 For ease of exposition, ``@value{EDITION}'' will be referred to simply as
674 ``GNAT'' in the remainder of this document.
675 @end ifclear
676
677
678
679
680 @menu
681 * What This Guide Contains::
682 * What You Should Know before Reading This Guide::
683 * Related Information::
684 * Conventions::
685 @end menu
686
687 @node What This Guide Contains
688 @unnumberedsec What This Guide Contains
689
690 @noindent
691 This guide contains the following chapters:
692 @itemize @bullet
693
694 @item
695 @ref{Getting Started with GNAT}, describes how to get started compiling
696 and running Ada programs with the GNAT Ada programming environment.
697 @item
698 @ref{The GNAT Compilation Model}, describes the compilation model used
699 by GNAT.
700
701 @item
702 @ref{Compiling Using gcc}, describes how to compile
703 Ada programs with @command{gcc}, the Ada compiler.
704
705 @item
706 @ref{Binding Using gnatbind}, describes how to
707 perform binding of Ada programs with @code{gnatbind}, the GNAT binding
708 utility.
709
710 @item
711 @ref{Linking Using gnatlink},
712 describes @command{gnatlink}, a
713 program that provides for linking using the GNAT run-time library to
714 construct a program. @command{gnatlink} can also incorporate foreign language
715 object units into the executable.
716
717 @item
718 @ref{The GNAT Make Program gnatmake}, describes @command{gnatmake}, a
719 utility that automatically determines the set of sources
720 needed by an Ada compilation unit, and executes the necessary compilations
721 binding and link.
722
723 @item
724 @ref{Improving Performance}, shows various techniques for making your
725 Ada program run faster or take less space.
726 It discusses the effect of the compiler's optimization switch and
727 also describes the @command{gnatelim} tool and unused subprogram/data
728 elimination.
729
730 @item
731 @ref{Renaming Files Using gnatchop}, describes
732 @code{gnatchop}, a utility that allows you to preprocess a file that
733 contains Ada source code, and split it into one or more new files, one
734 for each compilation unit.
735
736 @item
737 @ref{Configuration Pragmas}, describes the configuration pragmas
738 handled by GNAT.
739
740 @item
741 @ref{Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname},
742 shows how to override the default GNAT file naming conventions,
743 either for an individual unit or globally.
744
745 @item
746 @ref{GNAT Project Manager}, describes how to use project files
747 to organize large projects.
748
749 @item
750 @ref{The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind}, discusses
751 @code{gnatxref} and @code{gnatfind}, two tools that provide an easy
752 way to navigate through sources.
753
754 @item
755 @ref{The GNAT Pretty-Printer gnatpp}, shows how to produce a reformatted
756 version of an Ada source file with control over casing, indentation,
757 comment placement, and other elements of program presentation style.
758
759 @item
760 @ref{The GNAT Metric Tool gnatmetric}, shows how to compute various
761 metrics for an Ada source file, such as the number of types and subprograms,
762 and assorted complexity measures.
763
764 @item
765 @ref{File Name Krunching Using gnatkr}, describes the @code{gnatkr}
766 file name krunching utility, used to handle shortened
767 file names on operating systems with a limit on the length of names.
768
769 @item
770 @ref{Preprocessing Using gnatprep}, describes @code{gnatprep}, a
771 preprocessor utility that allows a single source file to be used to
772 generate multiple or parameterized source files by means of macro
773 substitution.
774
775 @item
776 @ref{The GNAT Library Browser gnatls}, describes @code{gnatls}, a
777 utility that displays information about compiled units, including dependences
778 on the corresponding sources files, and consistency of compilations.
779
780 @item
781 @ref{Cleaning Up Using gnatclean}, describes @code{gnatclean}, a utility
782 to delete files that are produced by the compiler, binder and linker.
783
784 @ifclear vms
785 @item
786 @ref{GNAT and Libraries}, describes the process of creating and using
787 Libraries with GNAT. It also describes how to recompile the GNAT run-time
788 library.
789
790 @item
791 @ref{Using the GNU make Utility}, describes some techniques for using
792 the GNAT toolset in Makefiles.
793 @end ifclear
794
795 @item
796 @ref{Memory Management Issues}, describes some useful predefined storage pools
797 and in particular the GNAT Debug Pool facility, which helps detect incorrect
798 memory references.
799 @ifclear vms
800 It also describes @command{gnatmem}, a utility that monitors dynamic
801 allocation and deallocation and helps detect ``memory leaks''.
802 @end ifclear
803
804 @item
805 @ref{Stack Related Facilities}, describes some useful tools associated with
806 stack checking and analysis.
807
808 @item
809 @ref{Verifying Properties Using gnatcheck}, discusses @code{gnatcheck},
810 a utility that checks Ada code against a set of rules.
811
812 @item
813 @ref{Creating Sample Bodies Using gnatstub}, discusses @code{gnatstub},
814 a utility that generates empty but compilable bodies for library units.
815
816 @item
817 @ref{Generating Ada Bindings for C and C++ headers}, describes how to
818 generate automatically Ada bindings from C and C++ headers.
819
820 @item
821 @ref{Other Utility Programs}, discusses several other GNAT utilities,
822 including @code{gnathtml}.
823
824 @ifclear vms
825 @item
826 @ref{Code Coverage and Profiling}, describes how to perform a structural
827 coverage and profile the execution of Ada programs.
828 @end ifclear
829
830 @item
831 @ref{Running and Debugging Ada Programs}, describes how to run and debug
832 Ada programs.
833
834 @ifset vms
835 @item
836 @ref{Compatibility with HP Ada}, details the compatibility of GNAT with
837 HP Ada 83 @footnote{``HP Ada'' refers to the legacy product originally
838 developed by Digital Equipment Corporation and currently supported by HP.}
839 for OpenVMS Alpha. This product was formerly known as DEC Ada,
840 @cindex DEC Ada
841 and for
842 historical compatibility reasons, the relevant libraries still use the
843 DEC prefix.
844 @end ifset
845
846 @item
847 @ref{Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries},
848 describes the various run-time
849 libraries supported by GNAT on various platforms and explains how to
850 choose a particular library.
851
852 @item
853 @ref{Example of Binder Output File}, shows the source code for the binder
854 output file for a sample program.
855
856 @item
857 @ref{Elaboration Order Handling in GNAT}, describes how GNAT helps
858 you deal with elaboration order issues.
859
860 @item
861 @ref{Conditional Compilation}, describes how to model conditional compilation,
862 both with Ada in general and with GNAT facilities in particular.
863
864 @item
865 @ref{Inline Assembler}, shows how to use the inline assembly facility
866 in an Ada program.
867
868 @item
869 @ref{Compatibility and Porting Guide}, contains sections on compatibility
870 of GNAT with other Ada development environments (including Ada 83 systems),
871 to assist in porting code from those environments.
872
873 @ifset unw
874 @item
875 @ref{Microsoft Windows Topics}, presents information relevant to the
876 Microsoft Windows platform.
877 @end ifset
878 @end itemize
879
880 @c *************************************************
881 @node What You Should Know before Reading This Guide
882 @c *************************************************
883 @unnumberedsec What You Should Know before Reading This Guide
884
885 @cindex Ada 95 Language Reference Manual
886 @cindex Ada 2005 Language Reference Manual
887 @noindent
888 This guide assumes a basic familiarity with the Ada 95 language, as
889 described in the International Standard ANSI/ISO/IEC-8652:1995, January
890 1995.
891 It does not require knowledge of the new features introduced by Ada 2005,
892 (officially known as ISO/IEC 8652:1995 with Technical Corrigendum 1
893 and Amendment 1).
894 Both reference manuals are included in the GNAT documentation
895 package.
896
897 @node Related Information
898 @unnumberedsec Related Information
899
900 @noindent
901 For further information about related tools, refer to the following
902 documents:
903
904 @itemize @bullet
905 @item
906 @xref{Top, GNAT Reference Manual, About This Guide, gnat_rm, GNAT
907 Reference Manual}, which contains all reference material for the GNAT
908 implementation of Ada.
909
910 @ifset unw
911 @item
912 @cite{Using the GNAT Programming Studio}, which describes the GPS
913 Integrated Development Environment.
914
915 @item
916 @cite{GNAT Programming Studio Tutorial}, which introduces the
917 main GPS features through examples.
918 @end ifset
919
920 @item
921 @cite{Ada 95 Reference Manual}, which contains reference
922 material for the Ada 95 programming language.
923
924 @item
925 @cite{Ada 2005 Reference Manual}, which contains reference
926 material for the Ada 2005 programming language.
927
928 @item
929 @xref{Top,, Debugging with GDB, gdb, Debugging with GDB},
930 @ifset vms
931 in the GNU:[DOCS] directory,
932 @end ifset
933 for all details on the use of the GNU source-level debugger.
934
935 @item
936 @xref{Top,, The extensible self-documenting text editor, emacs,
937 GNU Emacs Manual},
938 @ifset vms
939 located in the GNU:[DOCS] directory if the EMACS kit is installed,
940 @end ifset
941 for full information on the extensible editor and programming
942 environment Emacs.
943
944 @end itemize
945
946 @c **************
947 @node Conventions
948 @unnumberedsec Conventions
949 @cindex Conventions
950 @cindex Typographical conventions
951
952 @noindent
953 Following are examples of the typographical and graphic conventions used
954 in this guide:
955
956 @itemize @bullet
957 @item
958 @code{Functions}, @command{utility program names}, @code{standard names},
959 and @code{classes}.
960
961 @item
962 @option{Option flags}
963
964 @item
965 @file{File names}, @samp{button names}, and @samp{field names}.
966
967 @item
968 @code{Variables}, @env{environment variables}, and @var{metasyntactic
969 variables}.
970
971 @item
972 @emph{Emphasis}.
973
974 @item
975 @r{[}optional information or parameters@r{]}
976
977 @item
978 Examples are described by text
979 @smallexample
980 and then shown this way.
981 @end smallexample
982 @end itemize
983
984 @noindent
985 Commands that are entered by the user are preceded in this manual by the
986 characters @w{``@code{$ }''} (dollar sign followed by space). If your system
987 uses this sequence as a prompt, then the commands will appear exactly as
988 you see them in the manual. If your system uses some other prompt, then
989 the command will appear with the @code{$} replaced by whatever prompt
990 character you are using.
991
992 @ifset unw
993 Full file names are shown with the ``@code{/}'' character
994 as the directory separator; e.g., @file{parent-dir/subdir/myfile.adb}.
995 If you are using GNAT on a Windows platform, please note that
996 the ``@code{\}'' character should be used instead.
997 @end ifset
998
999 @c ****************************
1000 @node Getting Started with GNAT
1001 @chapter Getting Started with GNAT
1002
1003 @noindent
1004 This chapter describes some simple ways of using GNAT to build
1005 executable Ada programs.
1006 @ifset unw
1007 @ref{Running GNAT}, through @ref{Using the gnatmake Utility},
1008 show how to use the command line environment.
1009 @ref{Introduction to GPS}, provides a brief
1010 introduction to the GNAT Programming Studio, a visually-oriented
1011 Integrated Development Environment for GNAT.
1012 GPS offers a graphical ``look and feel'', support for development in
1013 other programming languages, comprehensive browsing features, and
1014 many other capabilities.
1015 For information on GPS please refer to
1016 @cite{Using the GNAT Programming Studio}.
1017 @end ifset
1018
1019 @menu
1020 * Running GNAT::
1021 * Running a Simple Ada Program::
1022 * Running a Program with Multiple Units::
1023 * Using the gnatmake Utility::
1024 @ifset vms
1025 * Editing with Emacs::
1026 @end ifset
1027 @ifclear vms
1028 * Introduction to GPS::
1029 @end ifclear
1030 @end menu
1031
1032 @node Running GNAT
1033 @section Running GNAT
1034
1035 @noindent
1036 Three steps are needed to create an executable file from an Ada source
1037 file:
1038
1039 @enumerate
1040 @item
1041 The source file(s) must be compiled.
1042 @item
1043 The file(s) must be bound using the GNAT binder.
1044 @item
1045 All appropriate object files must be linked to produce an executable.
1046 @end enumerate
1047
1048 @noindent
1049 All three steps are most commonly handled by using the @command{gnatmake}
1050 utility program that, given the name of the main program, automatically
1051 performs the necessary compilation, binding and linking steps.
1052
1053 @node Running a Simple Ada Program
1054 @section Running a Simple Ada Program
1055
1056 @noindent
1057 Any text editor may be used to prepare an Ada program.
1058 (If @code{Emacs} is
1059 used, the optional Ada mode may be helpful in laying out the program.)
1060 The
1061 program text is a normal text file. We will assume in our initial
1062 example that you have used your editor to prepare the following
1063 standard format text file:
1064
1065 @smallexample @c ada
1066 @cartouche
1067 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1068 procedure Hello is
1069 begin
1070    Put_Line ("Hello WORLD!");
1071 end Hello;
1072 @end cartouche
1073 @end smallexample
1074
1075 @noindent
1076 This file should be named @file{hello.adb}.
1077 With the normal default file naming conventions, GNAT requires
1078 that each file
1079 contain a single compilation unit whose file name is the
1080 unit name,
1081 with periods replaced by hyphens; the
1082 extension is @file{ads} for a
1083 spec and @file{adb} for a body.
1084 You can override this default file naming convention by use of the
1085 special pragma @code{Source_File_Name} (@pxref{Using Other File Names}).
1086 Alternatively, if you want to rename your files according to this default
1087 convention, which is probably more convenient if you will be using GNAT
1088 for all your compilations, then the @code{gnatchop} utility
1089 can be used to generate correctly-named source files
1090 (@pxref{Renaming Files Using gnatchop}).
1091
1092 You can compile the program using the following command (@code{$} is used
1093 as the command prompt in the examples in this document):
1094
1095 @smallexample
1096 $ gcc -c hello.adb
1097 @end smallexample
1098
1099 @noindent
1100 @command{gcc} is the command used to run the compiler. This compiler is
1101 capable of compiling programs in several languages, including Ada and
1102 C. It assumes that you have given it an Ada program if the file extension is
1103 either @file{.ads} or @file{.adb}, and it will then call
1104 the GNAT compiler to compile the specified file.
1105
1106 @ifclear vms
1107 The @option{-c} switch is required. It tells @command{gcc} to only do a
1108 compilation. (For C programs, @command{gcc} can also do linking, but this
1109 capability is not used directly for Ada programs, so the @option{-c}
1110 switch must always be present.)
1111 @end ifclear
1112
1113 This compile command generates a file
1114 @file{hello.o}, which is the object
1115 file corresponding to your Ada program. It also generates
1116 an ``Ada Library Information'' file @file{hello.ali},
1117 which contains additional information used to check
1118 that an Ada program is consistent.
1119 To build an executable file,
1120 use @code{gnatbind} to bind the program
1121 and @command{gnatlink} to link it. The
1122 argument to both @code{gnatbind} and @command{gnatlink} is the name of the
1123 @file{ALI} file, but the default extension of @file{.ali} can
1124 be omitted. This means that in the most common case, the argument
1125 is simply the name of the main program:
1126
1127 @smallexample
1128 $ gnatbind hello
1129 $ gnatlink hello
1130 @end smallexample
1131
1132 @noindent
1133 A simpler method of carrying out these steps is to use
1134 @command{gnatmake},
1135 a master program that invokes all the required
1136 compilation, binding and linking tools in the correct order. In particular,
1137 @command{gnatmake} automatically recompiles any sources that have been
1138 modified since they were last compiled, or sources that depend
1139 on such modified sources, so that ``version skew'' is avoided.
1140 @cindex Version skew (avoided by @command{gnatmake})
1141
1142 @smallexample
1143 $ gnatmake hello.adb
1144 @end smallexample
1145
1146 @noindent
1147 The result is an executable program called @file{hello}, which can be
1148 run by entering:
1149
1150 @smallexample
1151 $ ^hello^RUN HELLO^
1152 @end smallexample
1153
1154 @noindent
1155 assuming that the current directory is on the search path
1156 for executable programs.
1157
1158 @noindent
1159 and, if all has gone well, you will see
1160
1161 @smallexample
1162 Hello WORLD!
1163 @end smallexample
1164
1165 @noindent
1166 appear in response to this command.
1167
1168 @c ****************************************
1169 @node Running a Program with Multiple Units
1170 @section Running a Program with Multiple Units
1171
1172 @noindent
1173 Consider a slightly more complicated example that has three files: a
1174 main program, and the spec and body of a package:
1175
1176 @smallexample @c ada
1177 @cartouche
1178 @group
1179 package Greetings is
1180    procedure Hello;
1181    procedure Goodbye;
1182 end Greetings;
1183
1184 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1185 package body Greetings is
1186    procedure Hello is
1187    begin
1188       Put_Line ("Hello WORLD!");
1189    end Hello;
1190
1191    procedure Goodbye is
1192    begin
1193       Put_Line ("Goodbye WORLD!");
1194    end Goodbye;
1195 end Greetings;
1196 @end group
1197
1198 @group
1199 with Greetings;
1200 procedure Gmain is
1201 begin
1202    Greetings.Hello;
1203    Greetings.Goodbye;
1204 end Gmain;
1205 @end group
1206 @end cartouche
1207 @end smallexample
1208
1209 @noindent
1210 Following the one-unit-per-file rule, place this program in the
1211 following three separate files:
1212
1213 @table @file
1214 @item greetings.ads
1215 spec of package @code{Greetings}
1216
1217 @item greetings.adb
1218 body of package @code{Greetings}
1219
1220 @item gmain.adb
1221 body of main program
1222 @end table
1223
1224 @noindent
1225 To build an executable version of
1226 this program, we could use four separate steps to compile, bind, and link
1227 the program, as follows:
1228
1229 @smallexample
1230 $ gcc -c gmain.adb
1231 $ gcc -c greetings.adb
1232 $ gnatbind gmain
1233 $ gnatlink gmain
1234 @end smallexample
1235
1236 @noindent
1237 Note that there is no required order of compilation when using GNAT.
1238 In particular it is perfectly fine to compile the main program first.
1239 Also, it is not necessary to compile package specs in the case where
1240 there is an accompanying body; you only need to compile the body. If you want
1241 to submit these files to the compiler for semantic checking and not code
1242 generation, then use the
1243 @option{-gnatc} switch:
1244
1245 @smallexample
1246 $ gcc -c greetings.ads -gnatc
1247 @end smallexample
1248
1249 @noindent
1250 Although the compilation can be done in separate steps as in the
1251 above example, in practice it is almost always more convenient
1252 to use the @command{gnatmake} tool. All you need to know in this case
1253 is the name of the main program's source file. The effect of the above four
1254 commands can be achieved with a single one:
1255
1256 @smallexample
1257 $ gnatmake gmain.adb
1258 @end smallexample
1259
1260 @noindent
1261 In the next section we discuss the advantages of using @command{gnatmake} in
1262 more detail.
1263
1264 @c *****************************
1265 @node Using the gnatmake Utility
1266 @section Using the @command{gnatmake} Utility
1267
1268 @noindent
1269 If you work on a program by compiling single components at a time using
1270 @command{gcc}, you typically keep track of the units you modify. In order to
1271 build a consistent system, you compile not only these units, but also any
1272 units that depend on the units you have modified.
1273 For example, in the preceding case,
1274 if you edit @file{gmain.adb}, you only need to recompile that file. But if
1275 you edit @file{greetings.ads}, you must recompile both
1276 @file{greetings.adb} and @file{gmain.adb}, because both files contain
1277 units that depend on @file{greetings.ads}.
1278
1279 @code{gnatbind} will warn you if you forget one of these compilation
1280 steps, so that it is impossible to generate an inconsistent program as a
1281 result of forgetting to do a compilation. Nevertheless it is tedious and
1282 error-prone to keep track of dependencies among units.
1283 One approach to handle the dependency-bookkeeping is to use a
1284 makefile. However, makefiles present maintenance problems of their own:
1285 if the dependencies change as you change the program, you must make
1286 sure that the makefile is kept up-to-date manually, which is also an
1287 error-prone process.
1288
1289 The @command{gnatmake} utility takes care of these details automatically.
1290 Invoke it using either one of the following forms:
1291
1292 @smallexample
1293 $ gnatmake gmain.adb
1294 $ gnatmake ^gmain^GMAIN^
1295 @end smallexample
1296
1297 @noindent
1298 The argument is the name of the file containing the main program;
1299 you may omit the extension. @command{gnatmake}
1300 examines the environment, automatically recompiles any files that need
1301 recompiling, and binds and links the resulting set of object files,
1302 generating the executable file, @file{^gmain^GMAIN.EXE^}.
1303 In a large program, it
1304 can be extremely helpful to use @command{gnatmake}, because working out by hand
1305 what needs to be recompiled can be difficult.
1306
1307 Note that @command{gnatmake}
1308 takes into account all the Ada rules that
1309 establish dependencies among units. These include dependencies that result
1310 from inlining subprogram bodies, and from
1311 generic instantiation. Unlike some other
1312 Ada make tools, @command{gnatmake} does not rely on the dependencies that were
1313 found by the compiler on a previous compilation, which may possibly
1314 be wrong when sources change. @command{gnatmake} determines the exact set of
1315 dependencies from scratch each time it is run.
1316
1317 @ifset vms
1318 @node Editing with Emacs
1319 @section Editing with Emacs
1320 @cindex Emacs
1321
1322 @noindent
1323 Emacs is an extensible self-documenting text editor that is available in a
1324 separate VMSINSTAL kit.
1325
1326 Invoke Emacs by typing @kbd{Emacs} at the command prompt. To get started,
1327 click on the Emacs Help menu and run the Emacs Tutorial.
1328 In a character cell terminal, Emacs help is invoked with @kbd{Ctrl-h} (also
1329 written as @kbd{C-h}), and the tutorial by @kbd{C-h t}.
1330
1331 Documentation on Emacs and other tools is available in Emacs under the
1332 pull-down menu button: @code{Help - Info}. After selecting @code{Info},
1333 use the middle mouse button to select a topic (e.g.@: Emacs).
1334
1335 In a character cell terminal, do @kbd{C-h i} to invoke info, and then @kbd{m}
1336 (stands for menu) followed by the menu item desired, as in @kbd{m Emacs}, to
1337 get to the Emacs manual.
1338 Help on Emacs is also available by typing @kbd{HELP EMACS} at the DCL command
1339 prompt.
1340
1341 The tutorial is highly recommended in order to learn the intricacies of Emacs,
1342 which is sufficiently extensible to provide for a complete programming
1343 environment and shell for the sophisticated user.
1344 @end ifset
1345
1346 @ifclear vms
1347 @node Introduction to GPS
1348 @section Introduction to GPS
1349 @cindex GPS (GNAT Programming Studio)
1350 @cindex GNAT Programming Studio (GPS)
1351 @noindent
1352 Although the command line interface (@command{gnatmake}, etc.) alone
1353 is sufficient, a graphical Interactive Development
1354 Environment can make it easier for you to compose, navigate, and debug
1355 programs.  This section describes the main features of GPS
1356 (``GNAT Programming Studio''), the GNAT graphical IDE.
1357 You will see how to use GPS to build and debug an executable, and
1358 you will also learn some of the basics of the GNAT ``project'' facility.
1359
1360 GPS enables you to do much more than is presented here;
1361 e.g., you can produce a call graph, interface to a third-party
1362 Version Control System, and inspect the generated assembly language
1363 for a program.
1364 Indeed, GPS also supports languages other than Ada.
1365 Such additional information, and an explanation of all of the GPS menu
1366 items. may be found in the on-line help, which includes
1367 a user's guide and a tutorial (these are also accessible from the GNAT
1368 startup menu).
1369
1370 @menu
1371 * Building a New Program with GPS::
1372 * Simple Debugging with GPS::
1373 @end menu
1374
1375 @node Building a New Program with GPS
1376 @subsection Building a New Program with GPS
1377 @noindent
1378 GPS invokes the GNAT compilation tools using information
1379 contained in a @emph{project} (also known as a @emph{project file}):
1380 a collection of properties such
1381 as source directories, identities of main subprograms, tool switches, etc.,
1382 and their associated values.
1383 See @ref{GNAT Project Manager} for details.
1384 In order to run GPS, you will need to either create a new project
1385 or else open an existing one.
1386
1387 This section will explain how you can use GPS to create a project,
1388 to associate Ada source files with a project, and to build and run
1389 programs.
1390
1391 @enumerate
1392 @item @emph{Creating a project}
1393
1394 Invoke GPS, either from the command line or the platform's IDE.
1395 After it starts, GPS will display a ``Welcome'' screen with three
1396 radio buttons:
1397
1398 @itemize @bullet
1399 @item
1400 @code{Start with default project in directory}
1401
1402 @item
1403 @code{Create new project with wizard}
1404
1405 @item
1406 @code{Open existing project}
1407 @end itemize
1408
1409 @noindent
1410 Select @code{Create new project with wizard} and press @code{OK}.
1411 A new window will appear.  In the text box labeled with
1412 @code{Enter the name of the project to create}, type @file{sample}
1413 as the project name.
1414 In the next box, browse to choose the directory in which you
1415 would like to create the project file.
1416 After selecting an appropriate directory, press @code{Forward}.
1417
1418 A window will appear with the title
1419 @code{Version Control System Configuration}.
1420 Simply press @code{Forward}.
1421
1422 A window will appear with the title
1423 @code{Please select the source directories for this project}.
1424 The directory that you specified for the project file will be selected
1425 by default as the one to use for sources; simply press @code{Forward}.
1426
1427 A window will appear with the title
1428 @code{Please select the build directory for this project}.
1429 The directory that you specified for the project file will be selected
1430 by default for object files and executables;
1431 simply press @code{Forward}.
1432
1433 A window will appear with the title
1434 @code{Please select the main units for this project}.
1435 You will supply this information later, after creating the source file.
1436 Simply press @code{Forward} for now.
1437
1438 A window will appear with the title
1439 @code{Please select the switches to build the project}.
1440 Press @code{Apply}.  This will create a project file named
1441 @file{sample.prj} in the directory that you had specified.
1442
1443 @item @emph{Creating and saving the source file}
1444
1445 After you create the new project, a GPS window will appear, which is
1446 partitioned into two main sections:
1447
1448 @itemize @bullet
1449 @item
1450 A @emph{Workspace area}, initially greyed out, which you will use for
1451 creating and editing source files
1452
1453 @item
1454 Directly below, a @emph{Messages area}, which initially displays a
1455 ``Welcome'' message.
1456 (If the Messages area is not visible, drag its border upward to expand it.)
1457 @end itemize
1458
1459 @noindent
1460 Select @code{File} on the menu bar, and then the @code{New} command.
1461 The Workspace area will become white, and you can now
1462 enter the source program explicitly.
1463 Type the following text
1464
1465 @smallexample @c ada
1466 @group
1467 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1468 procedure Hello is
1469 begin
1470   Put_Line("Hello from GPS!");
1471 end Hello;
1472 @end group
1473 @end smallexample
1474
1475 @noindent
1476 Select @code{File}, then @code{Save As}, and enter the source file name
1477 @file{hello.adb}.
1478 The file will be saved in the same directory you specified as the
1479 location of the default project file.
1480
1481 @item @emph{Updating the project file}
1482
1483 You need to add the new source file to the project.
1484 To do this, select
1485 the @code{Project} menu and then @code{Edit project properties}.
1486 Click the @code{Main files} tab on the left, and then the
1487 @code{Add} button.
1488 Choose @file{hello.adb} from the list, and press @code{Open}.
1489 The project settings window will reflect this action.
1490 Click @code{OK}.
1491
1492 @item @emph{Building and running the program}
1493
1494 In the main GPS window, now choose the @code{Build} menu, then @code{Make},
1495 and select @file{hello.adb}.
1496 The Messages window will display the resulting invocations of @command{gcc},
1497 @command{gnatbind}, and @command{gnatlink}
1498 (reflecting the default switch settings from the
1499 project file that you created) and then a ``successful compilation/build''
1500 message.
1501
1502 To run the program, choose the @code{Build} menu, then @code{Run}, and
1503 select @command{hello}.
1504 An @emph{Arguments Selection} window will appear.
1505 There are no command line arguments, so just click @code{OK}.
1506
1507 The Messages window will now display the program's output (the string
1508 @code{Hello from GPS}), and at the bottom of the GPS window a status
1509 update is displayed (@code{Run: hello}).
1510 Close the GPS window (or select @code{File}, then @code{Exit}) to
1511 terminate this GPS session.
1512 @end enumerate
1513
1514 @node Simple Debugging with GPS
1515 @subsection Simple Debugging with GPS
1516 @noindent
1517 This section illustrates basic debugging techniques (setting breakpoints,
1518 examining/modifying variables, single stepping).
1519
1520 @enumerate
1521 @item @emph{Opening a project}
1522
1523 Start GPS and select @code{Open existing project}; browse to
1524 specify the project file @file{sample.prj} that you had created in the
1525 earlier example.
1526
1527 @item @emph{Creating a source file}
1528
1529 Select @code{File}, then @code{New}, and type in the following program:
1530
1531 @smallexample @c ada
1532 @group
1533 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
1534 procedure Example is
1535    Line : String (1..80);
1536    N    : Natural;
1537 begin
1538    Put_Line("Type a line of text at each prompt; an empty line to exit");
1539    loop
1540       Put(": ");
1541       Get_Line (Line, N);
1542       Put_Line (Line (1..N) );
1543       exit when N=0;
1544    end loop;
1545 end Example;
1546 @end group
1547 @end smallexample
1548
1549 @noindent
1550 Select @code{File}, then @code{Save as}, and enter the file name
1551 @file{example.adb}.
1552
1553 @item @emph{Updating the project file}
1554
1555 Add @code{Example} as a new main unit for the project:
1556 @enumerate a
1557 @item
1558 Select @code{Project}, then @code{Edit Project Properties}.
1559
1560 @item
1561 Select the @code{Main files} tab, click @code{Add}, then
1562 select the file @file{example.adb} from the list, and
1563 click @code{Open}.
1564 You will see the file name appear in the list of main units
1565
1566 @item
1567 Click @code{OK}
1568 @end enumerate
1569
1570 @item @emph{Building/running the executable}
1571
1572 To build the executable
1573 select @code{Build}, then @code{Make}, and then choose @file{example.adb}.
1574
1575 Run the program to see its effect (in the Messages area).
1576 Each line that you enter is displayed; an empty line will
1577 cause the loop to exit and the program to terminate.
1578
1579 @item @emph{Debugging the program}
1580
1581 Note that the @option{-g} switches to @command{gcc} and @command{gnatlink},
1582 which are required for debugging, are on by default when you create
1583 a new project.
1584 Thus unless you intentionally remove these settings, you will be able
1585 to debug any program that you develop using GPS.
1586
1587 @enumerate a
1588 @item @emph{Initializing}
1589
1590 Select @code{Debug}, then @code{Initialize}, then @file{example}
1591
1592 @item @emph{Setting a breakpoint}
1593
1594 After performing the initialization step, you will observe a small
1595 icon to the right of each line number.
1596 This serves as a toggle for breakpoints; clicking the icon will
1597 set a breakpoint at the corresponding line (the icon will change to
1598 a red circle with an ``x''), and clicking it again
1599 will remove the breakpoint / reset the icon.
1600
1601 For purposes of this example, set a breakpoint at line 10 (the
1602 statement @code{Put_Line@ (Line@ (1..N));}
1603
1604 @item @emph{Starting program execution}
1605
1606 Select @code{Debug}, then @code{Run}.  When the
1607 @code{Program Arguments} window appears, click @code{OK}.
1608 A console window will appear; enter some line of text,
1609 e.g.@: @code{abcde}, at the prompt.
1610 The program will pause execution when it gets to the
1611 breakpoint, and the corresponding line is highlighted.
1612
1613 @item @emph{Examining a variable}
1614
1615 Move the mouse over one of the occurrences of the variable @code{N}.
1616 You will see the value (5) displayed, in ``tool tip'' fashion.
1617 Right click on @code{N}, select @code{Debug}, then select @code{Display N}.
1618 You will see information about @code{N} appear in the @code{Debugger Data}
1619 pane, showing the value as 5.
1620
1621 @item @emph{Assigning a new value to a variable}
1622
1623 Right click on the @code{N} in the @code{Debugger Data} pane, and
1624 select @code{Set value of N}.
1625 When the input window appears, enter the value @code{4} and click
1626 @code{OK}.
1627 This value does not automatically appear in the @code{Debugger Data}
1628 pane; to see it, right click again on the @code{N} in the
1629 @code{Debugger Data} pane and select @code{Update value}.
1630 The new value, 4, will appear in red.
1631
1632 @item @emph{Single stepping}
1633
1634 Select @code{Debug}, then @code{Next}.
1635 This will cause the next statement to be executed, in this case the
1636 call of @code{Put_Line} with the string slice.
1637 Notice in the console window that the displayed string is simply
1638 @code{abcd} and not @code{abcde} which you had entered.
1639 This is because the upper bound of the slice is now 4 rather than 5.
1640
1641 @item @emph{Removing a breakpoint}
1642
1643 Toggle the breakpoint icon at line 10.
1644
1645 @item @emph{Resuming execution from a breakpoint}
1646
1647 Select @code{Debug}, then @code{Continue}.
1648 The program will reach the next iteration of the loop, and
1649 wait for input after displaying the prompt.
1650 This time, just hit the @kbd{Enter} key.
1651 The value of @code{N} will be 0, and the program will terminate.
1652 The console window will disappear.
1653 @end enumerate
1654 @end enumerate
1655 @end ifclear
1656
1657 @node The GNAT Compilation Model
1658 @chapter The GNAT Compilation Model
1659 @cindex GNAT compilation model
1660 @cindex Compilation model
1661
1662 @menu
1663 * Source Representation::
1664 * Foreign Language Representation::
1665 * File Naming Rules::
1666 * Using Other File Names::
1667 * Alternative File Naming Schemes::
1668 * Generating Object Files::
1669 * Source Dependencies::
1670 * The Ada Library Information Files::
1671 * Binding an Ada Program::
1672 * Mixed Language Programming::
1673 @ifclear vms
1674 * Building Mixed Ada & C++ Programs::
1675 * Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models::
1676 @end ifclear
1677 * Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models::
1678 @ifset vms
1679 * Placement of temporary files::
1680 @end ifset
1681 @end menu
1682
1683 @noindent
1684 This chapter describes the compilation model used by GNAT. Although
1685 similar to that used by other languages, such as C and C++, this model
1686 is substantially different from the traditional Ada compilation models,
1687 which are based on a library. The model is initially described without
1688 reference to the library-based model. If you have not previously used an
1689 Ada compiler, you need only read the first part of this chapter. The
1690 last section describes and discusses the differences between the GNAT
1691 model and the traditional Ada compiler models. If you have used other
1692 Ada compilers, this section will help you to understand those
1693 differences, and the advantages of the GNAT model.
1694
1695 @node Source Representation
1696 @section Source Representation
1697 @cindex Latin-1
1698
1699 @noindent
1700 Ada source programs are represented in standard text files, using
1701 Latin-1 coding. Latin-1 is an 8-bit code that includes the familiar
1702 7-bit ASCII set, plus additional characters used for
1703 representing foreign languages (@pxref{Foreign Language Representation}
1704 for support of non-USA character sets). The format effector characters
1705 are represented using their standard ASCII encodings, as follows:
1706
1707 @table @code
1708 @item VT
1709 @findex VT
1710 Vertical tab, @code{16#0B#}
1711
1712 @item HT
1713 @findex HT
1714 Horizontal tab, @code{16#09#}
1715
1716 @item CR
1717 @findex CR
1718 Carriage return, @code{16#0D#}
1719
1720 @item LF
1721 @findex LF
1722 Line feed, @code{16#0A#}
1723
1724 @item FF
1725 @findex FF
1726 Form feed, @code{16#0C#}
1727 @end table
1728
1729 @noindent
1730 Source files are in standard text file format. In addition, GNAT will
1731 recognize a wide variety of stream formats, in which the end of
1732 physical lines is marked by any of the following sequences:
1733 @code{LF}, @code{CR}, @code{CR-LF}, or @code{LF-CR}. This is useful
1734 in accommodating files that are imported from other operating systems.
1735
1736 @cindex End of source file
1737 @cindex Source file, end
1738 @findex SUB
1739 The end of a source file is normally represented by the physical end of
1740 file. However, the control character @code{16#1A#} (@code{SUB}) is also
1741 recognized as signalling the end of the source file. Again, this is
1742 provided for compatibility with other operating systems where this
1743 code is used to represent the end of file.
1744
1745 Each file contains a single Ada compilation unit, including any pragmas
1746 associated with the unit. For example, this means you must place a
1747 package declaration (a package @dfn{spec}) and the corresponding body in
1748 separate files. An Ada @dfn{compilation} (which is a sequence of
1749 compilation units) is represented using a sequence of files. Similarly,
1750 you will place each subunit or child unit in a separate file.
1751
1752 @node Foreign Language Representation
1753 @section Foreign Language Representation
1754
1755 @noindent
1756 GNAT supports the standard character sets defined in Ada as well as
1757 several other non-standard character sets for use in localized versions
1758 of the compiler (@pxref{Character Set Control}).
1759 @menu
1760 * Latin-1::
1761 * Other 8-Bit Codes::
1762 * Wide Character Encodings::
1763 @end menu
1764
1765 @node Latin-1
1766 @subsection Latin-1
1767 @cindex Latin-1
1768
1769 @noindent
1770 The basic character set is Latin-1. This character set is defined by ISO
1771 standard 8859, part 1. The lower half (character codes @code{16#00#}
1772 @dots{} @code{16#7F#)} is identical to standard ASCII coding, but the upper
1773 half is used to represent additional characters. These include extended letters
1774 used by European languages, such as French accents, the vowels with umlauts
1775 used in German, and the extra letter A-ring used in Swedish.
1776
1777 @findex Ada.Characters.Latin_1
1778 For a complete list of Latin-1 codes and their encodings, see the source
1779 file of library unit @code{Ada.Characters.Latin_1} in file
1780 @file{a-chlat1.ads}.
1781 You may use any of these extended characters freely in character or
1782 string literals. In addition, the extended characters that represent
1783 letters can be used in identifiers.
1784
1785 @node Other 8-Bit Codes
1786 @subsection Other 8-Bit Codes
1787
1788 @noindent
1789 GNAT also supports several other 8-bit coding schemes:
1790
1791 @table @asis
1792 @item ISO 8859-2 (Latin-2)
1793 @cindex Latin-2
1794 @cindex ISO 8859-2
1795 Latin-2 letters allowed in identifiers, with uppercase and lowercase
1796 equivalence.
1797
1798 @item ISO 8859-3 (Latin-3)
1799 @cindex Latin-3
1800 @cindex ISO 8859-3
1801 Latin-3 letters allowed in identifiers, with uppercase and lowercase
1802 equivalence.
1803
1804 @item ISO 8859-4 (Latin-4)
1805 @cindex Latin-4
1806 @cindex ISO 8859-4
1807 Latin-4 letters allowed in identifiers, with uppercase and lowercase
1808 equivalence.
1809
1810 @item ISO 8859-5 (Cyrillic)
1811 @cindex ISO 8859-5
1812 @cindex Cyrillic
1813 ISO 8859-5 letters (Cyrillic) allowed in identifiers, with uppercase and
1814 lowercase equivalence.
1815
1816 @item ISO 8859-15 (Latin-9)
1817 @cindex ISO 8859-15
1818 @cindex Latin-9
1819 ISO 8859-15 (Latin-9) letters allowed in identifiers, with uppercase and
1820 lowercase equivalence
1821
1822 @item IBM PC (code page 437)
1823 @cindex code page 437
1824 This code page is the normal default for PCs in the U.S. It corresponds
1825 to the original IBM PC character set. This set has some, but not all, of
1826 the extended Latin-1 letters, but these letters do not have the same
1827 encoding as Latin-1. In this mode, these letters are allowed in
1828 identifiers with uppercase and lowercase equivalence.
1829
1830 @item IBM PC (code page 850)
1831 @cindex code page 850
1832 This code page is a modification of 437 extended to include all the
1833 Latin-1 letters, but still not with the usual Latin-1 encoding. In this
1834 mode, all these letters are allowed in identifiers with uppercase and
1835 lowercase equivalence.
1836
1837 @item Full Upper 8-bit
1838 Any character in the range 80-FF allowed in identifiers, and all are
1839 considered distinct. In other words, there are no uppercase and lowercase
1840 equivalences in this range. This is useful in conjunction with
1841 certain encoding schemes used for some foreign character sets (e.g.,
1842 the typical method of representing Chinese characters on the PC).
1843
1844 @item No Upper-Half
1845 No upper-half characters in the range 80-FF are allowed in identifiers.
1846 This gives Ada 83 compatibility for identifier names.
1847 @end table
1848
1849 @noindent
1850 For precise data on the encodings permitted, and the uppercase and lowercase
1851 equivalences that are recognized, see the file @file{csets.adb} in
1852 the GNAT compiler sources. You will need to obtain a full source release
1853 of GNAT to obtain this file.
1854
1855 @node Wide Character Encodings
1856 @subsection Wide Character Encodings
1857
1858 @noindent
1859 GNAT allows wide character codes to appear in character and string
1860 literals, and also optionally in identifiers, by means of the following
1861 possible encoding schemes:
1862
1863 @table @asis
1864
1865 @item Hex Coding
1866 In this encoding, a wide character is represented by the following five
1867 character sequence:
1868
1869 @smallexample
1870 ESC a b c d
1871 @end smallexample
1872
1873 @noindent
1874 Where @code{a}, @code{b}, @code{c}, @code{d} are the four hexadecimal
1875 characters (using uppercase letters) of the wide character code. For
1876 example, ESC A345 is used to represent the wide character with code
1877 @code{16#A345#}.
1878 This scheme is compatible with use of the full Wide_Character set.
1879
1880 @item Upper-Half Coding
1881 @cindex Upper-Half Coding
1882 The wide character with encoding @code{16#abcd#} where the upper bit is on
1883 (in other words, ``a'' is in the range 8-F) is represented as two bytes,
1884 @code{16#ab#} and @code{16#cd#}. The second byte cannot be a format control
1885 character, but is not required to be in the upper half. This method can
1886 be also used for shift-JIS or EUC, where the internal coding matches the
1887 external coding.
1888
1889 @item Shift JIS Coding
1890 @cindex Shift JIS Coding
1891 A wide character is represented by a two-character sequence,
1892 @code{16#ab#} and
1893 @code{16#cd#}, with the restrictions described for upper-half encoding as
1894 described above. The internal character code is the corresponding JIS
1895 character according to the standard algorithm for Shift-JIS
1896 conversion. Only characters defined in the JIS code set table can be
1897 used with this encoding method.
1898
1899 @item EUC Coding
1900 @cindex EUC Coding
1901 A wide character is represented by a two-character sequence
1902 @code{16#ab#} and
1903 @code{16#cd#}, with both characters being in the upper half. The internal
1904 character code is the corresponding JIS character according to the EUC
1905 encoding algorithm. Only characters defined in the JIS code set table
1906 can be used with this encoding method.
1907
1908 @item UTF-8 Coding
1909 A wide character is represented using
1910 UCS Transformation Format 8 (UTF-8) as defined in Annex R of ISO
1911 10646-1/Am.2. Depending on the character value, the representation
1912 is a one, two, or three byte sequence:
1913 @smallexample
1914 @iftex
1915 @leftskip=.7cm
1916 @end iftex
1917 16#0000#-16#007f#: 2#0@var{xxxxxxx}#
1918 16#0080#-16#07ff#: 2#110@var{xxxxx}# 2#10@var{xxxxxx}#
1919 16#0800#-16#ffff#: 2#1110@var{xxxx}# 2#10@var{xxxxxx}# 2#10@var{xxxxxx}#
1920
1921 @end smallexample
1922
1923 @noindent
1924 where the @var{xxx} bits correspond to the left-padded bits of the
1925 16-bit character value. Note that all lower half ASCII characters
1926 are represented as ASCII bytes and all upper half characters and
1927 other wide characters are represented as sequences of upper-half
1928 (The full UTF-8 scheme allows for encoding 31-bit characters as
1929 6-byte sequences, but in this implementation, all UTF-8 sequences
1930 of four or more bytes length will be treated as illegal).
1931 @item Brackets Coding
1932 In this encoding, a wide character is represented by the following eight
1933 character sequence:
1934
1935 @smallexample
1936 [ " a b c d " ]
1937 @end smallexample
1938
1939 @noindent
1940 Where @code{a}, @code{b}, @code{c}, @code{d} are the four hexadecimal
1941 characters (using uppercase letters) of the wide character code. For
1942 example, [``A345''] is used to represent the wide character with code
1943 @code{16#A345#}. It is also possible (though not required) to use the
1944 Brackets coding for upper half characters. For example, the code
1945 @code{16#A3#} can be represented as @code{[``A3'']}.
1946
1947 This scheme is compatible with use of the full Wide_Character set,
1948 and is also the method used for wide character encoding in the standard
1949 ACVC (Ada Compiler Validation Capability) test suite distributions.
1950
1951 @end table
1952
1953 @noindent
1954 Note: Some of these coding schemes do not permit the full use of the
1955 Ada character set. For example, neither Shift JIS, nor EUC allow the
1956 use of the upper half of the Latin-1 set.
1957
1958 @node File Naming Rules
1959 @section File Naming Rules
1960
1961 @noindent
1962 The default file name is determined by the name of the unit that the
1963 file contains. The name is formed by taking the full expanded name of
1964 the unit and replacing the separating dots with hyphens and using
1965 ^lowercase^uppercase^ for all letters.
1966
1967 An exception arises if the file name generated by the above rules starts
1968 with one of the characters
1969 @ifset vms
1970 @samp{A}, @samp{G}, @samp{I}, or @samp{S},
1971 @end ifset
1972 @ifclear vms
1973 @samp{a}, @samp{g}, @samp{i}, or @samp{s},
1974 @end ifclear
1975 and the second character is a
1976 minus. In this case, the character ^tilde^dollar sign^ is used in place
1977 of the minus. The reason for this special rule is to avoid clashes with
1978 the standard names for child units of the packages System, Ada,
1979 Interfaces, and GNAT, which use the prefixes
1980 @ifset vms
1981 @samp{S-}, @samp{A-}, @samp{I-}, and @samp{G-},
1982 @end ifset
1983 @ifclear vms
1984 @samp{s-}, @samp{a-}, @samp{i-}, and @samp{g-},
1985 @end ifclear
1986 respectively.
1987
1988 The file extension is @file{.ads} for a spec and
1989 @file{.adb} for a body. The following list shows some
1990 examples of these rules.
1991
1992 @table @file
1993 @item main.ads
1994 Main (spec)
1995 @item main.adb
1996 Main (body)
1997 @item arith_functions.ads
1998 Arith_Functions (package spec)
1999 @item arith_functions.adb
2000 Arith_Functions (package body)
2001 @item func-spec.ads
2002 Func.Spec (child package spec)
2003 @item func-spec.adb
2004 Func.Spec (child package body)
2005 @item main-sub.adb
2006 Sub (subunit of Main)
2007 @item ^a~bad.adb^A$BAD.ADB^
2008 A.Bad (child package body)
2009 @end table
2010
2011 @noindent
2012 Following these rules can result in excessively long
2013 file names if corresponding
2014 unit names are long (for example, if child units or subunits are
2015 heavily nested). An option is available to shorten such long file names
2016 (called file name ``krunching''). This may be particularly useful when
2017 programs being developed with GNAT are to be used on operating systems
2018 with limited file name lengths. @xref{Using gnatkr}.
2019
2020 Of course, no file shortening algorithm can guarantee uniqueness over
2021 all possible unit names; if file name krunching is used, it is your
2022 responsibility to ensure no name clashes occur. Alternatively you
2023 can specify the exact file names that you want used, as described
2024 in the next section. Finally, if your Ada programs are migrating from a
2025 compiler with a different naming convention, you can use the gnatchop
2026 utility to produce source files that follow the GNAT naming conventions.
2027 (For details @pxref{Renaming Files Using gnatchop}.)
2028
2029 Note: in the case of @code{Windows NT/XP} or @code{OpenVMS} operating
2030 systems, case is not significant. So for example on @code{Windows XP}
2031 if the canonical name is @code{main-sub.adb}, you can use the file name
2032 @code{Main-Sub.adb} instead. However, case is significant for other
2033 operating systems, so for example, if you want to use other than
2034 canonically cased file names on a Unix system, you need to follow
2035 the procedures described in the next section.
2036
2037 @node Using Other File Names
2038 @section Using Other File Names
2039 @cindex File names
2040
2041 @noindent
2042 In the previous section, we have described the default rules used by
2043 GNAT to determine the file name in which a given unit resides. It is
2044 often convenient to follow these default rules, and if you follow them,
2045 the compiler knows without being explicitly told where to find all
2046 the files it needs.
2047
2048 However, in some cases, particularly when a program is imported from
2049 another Ada compiler environment, it may be more convenient for the
2050 programmer to specify which file names contain which units. GNAT allows
2051 arbitrary file names to be used by means of the Source_File_Name pragma.
2052 The form of this pragma is as shown in the following examples:
2053 @cindex Source_File_Name pragma
2054
2055 @smallexample @c ada
2056 @cartouche
2057 pragma Source_File_Name (My_Utilities.Stacks,
2058   Spec_File_Name => "myutilst_a.ada");
2059 pragma Source_File_name (My_Utilities.Stacks,
2060   Body_File_Name => "myutilst.ada");
2061 @end cartouche
2062 @end smallexample
2063
2064 @noindent
2065 As shown in this example, the first argument for the pragma is the unit
2066 name (in this example a child unit). The second argument has the form
2067 of a named association. The identifier
2068 indicates whether the file name is for a spec or a body;
2069 the file name itself is given by a string literal.
2070
2071 The source file name pragma is a configuration pragma, which means that
2072 normally it will be placed in the @file{gnat.adc}
2073 file used to hold configuration
2074 pragmas that apply to a complete compilation environment.
2075 For more details on how the @file{gnat.adc} file is created and used
2076 see @ref{Handling of Configuration Pragmas}.
2077 @cindex @file{gnat.adc}
2078
2079 @ifclear vms
2080 GNAT allows completely arbitrary file names to be specified using the
2081 source file name pragma. However, if the file name specified has an
2082 extension other than @file{.ads} or @file{.adb} it is necessary to use
2083 a special syntax when compiling the file. The name in this case must be
2084 preceded by the special sequence @option{-x} followed by a space and the name
2085 of the language, here @code{ada}, as in:
2086
2087 @smallexample
2088 $ gcc -c -x ada peculiar_file_name.sim
2089 @end smallexample
2090 @end ifclear
2091
2092 @noindent
2093 @command{gnatmake} handles non-standard file names in the usual manner (the
2094 non-standard file name for the main program is simply used as the
2095 argument to gnatmake). Note that if the extension is also non-standard,
2096 then it must be included in the @command{gnatmake} command, it may not
2097 be omitted.
2098
2099 @node Alternative File Naming Schemes
2100 @section Alternative File Naming Schemes
2101 @cindex File naming schemes, alternative
2102 @cindex File names
2103
2104 In the previous section, we described the use of the @code{Source_File_Name}
2105 pragma to allow arbitrary names to be assigned to individual source files.
2106 However, this approach requires one pragma for each file, and especially in
2107 large systems can result in very long @file{gnat.adc} files, and also create
2108 a maintenance problem.
2109
2110 GNAT also provides a facility for specifying systematic file naming schemes
2111 other than the standard default naming scheme previously described. An
2112 alternative scheme for naming is specified by the use of
2113 @code{Source_File_Name} pragmas having the following format:
2114 @cindex Source_File_Name pragma
2115
2116 @smallexample @c ada
2117 pragma Source_File_Name (
2118    Spec_File_Name  => FILE_NAME_PATTERN
2119  @r{[},Casing          => CASING_SPEC@r{]}
2120  @r{[},Dot_Replacement => STRING_LITERAL@r{]});
2121
2122 pragma Source_File_Name (
2123    Body_File_Name  => FILE_NAME_PATTERN
2124  @r{[},Casing          => CASING_SPEC@r{]}
2125  @r{[},Dot_Replacement => STRING_LITERAL@r{]});
2126
2127 pragma Source_File_Name (
2128    Subunit_File_Name  => FILE_NAME_PATTERN
2129  @r{[},Casing             => CASING_SPEC@r{]}
2130  @r{[},Dot_Replacement    => STRING_LITERAL@r{]});
2131
2132 FILE_NAME_PATTERN ::= STRING_LITERAL
2133 CASING_SPEC ::= Lowercase | Uppercase | Mixedcase
2134 @end smallexample
2135
2136 @noindent
2137 The @code{FILE_NAME_PATTERN} string shows how the file name is constructed.
2138 It contains a single asterisk character, and the unit name is substituted
2139 systematically for this asterisk. The optional parameter
2140 @code{Casing} indicates
2141 whether the unit name is to be all upper-case letters, all lower-case letters,
2142 or mixed-case. If no
2143 @code{Casing} parameter is used, then the default is all
2144 ^lower-case^upper-case^.
2145
2146 The optional @code{Dot_Replacement} string is used to replace any periods
2147 that occur in subunit or child unit names. If no @code{Dot_Replacement}
2148 argument is used then separating dots appear unchanged in the resulting
2149 file name.
2150 Although the above syntax indicates that the
2151 @code{Casing} argument must appear
2152 before the @code{Dot_Replacement} argument, but it
2153 is also permissible to write these arguments in the opposite order.
2154
2155 As indicated, it is possible to specify different naming schemes for
2156 bodies, specs, and subunits. Quite often the rule for subunits is the
2157 same as the rule for bodies, in which case, there is no need to give
2158 a separate @code{Subunit_File_Name} rule, and in this case the
2159 @code{Body_File_name} rule is used for subunits as well.
2160
2161 The separate rule for subunits can also be used to implement the rather
2162 unusual case of a compilation environment (e.g.@: a single directory) which
2163 contains a subunit and a child unit with the same unit name. Although
2164 both units cannot appear in the same partition, the Ada Reference Manual
2165 allows (but does not require) the possibility of the two units coexisting
2166 in the same environment.
2167
2168 The file name translation works in the following steps:
2169
2170 @itemize @bullet
2171
2172 @item
2173 If there is a specific @code{Source_File_Name} pragma for the given unit,
2174 then this is always used, and any general pattern rules are ignored.
2175
2176 @item
2177 If there is a pattern type @code{Source_File_Name} pragma that applies to
2178 the unit, then the resulting file name will be used if the file exists. If
2179 more than one pattern matches, the latest one will be tried first, and the
2180 first attempt resulting in a reference to a file that exists will be used.
2181
2182 @item
2183 If no pattern type @code{Source_File_Name} pragma that applies to the unit
2184 for which the corresponding file exists, then the standard GNAT default
2185 naming rules are used.
2186
2187 @end itemize
2188
2189 @noindent
2190 As an example of the use of this mechanism, consider a commonly used scheme
2191 in which file names are all lower case, with separating periods copied
2192 unchanged to the resulting file name, and specs end with @file{.1.ada}, and
2193 bodies end with @file{.2.ada}. GNAT will follow this scheme if the following
2194 two pragmas appear:
2195
2196 @smallexample @c ada
2197 pragma Source_File_Name
2198   (Spec_File_Name => "*.1.ada");
2199 pragma Source_File_Name
2200   (Body_File_Name => "*.2.ada");
2201 @end smallexample
2202
2203 @noindent
2204 The default GNAT scheme is actually implemented by providing the following
2205 default pragmas internally:
2206
2207 @smallexample @c ada
2208 pragma Source_File_Name
2209   (Spec_File_Name => "*.ads", Dot_Replacement => "-");
2210 pragma Source_File_Name
2211   (Body_File_Name => "*.adb", Dot_Replacement => "-");
2212 @end smallexample
2213
2214 @noindent
2215 Our final example implements a scheme typically used with one of the
2216 Ada 83 compilers, where the separator character for subunits was ``__''
2217 (two underscores), specs were identified by adding @file{_.ADA}, bodies
2218 by adding @file{.ADA}, and subunits by
2219 adding @file{.SEP}. All file names were
2220 upper case. Child units were not present of course since this was an
2221 Ada 83 compiler, but it seems reasonable to extend this scheme to use
2222 the same double underscore separator for child units.
2223
2224 @smallexample @c ada
2225 pragma Source_File_Name
2226   (Spec_File_Name => "*_.ADA",
2227    Dot_Replacement => "__",
2228    Casing = Uppercase);
2229 pragma Source_File_Name
2230   (Body_File_Name => "*.ADA",
2231    Dot_Replacement => "__",
2232    Casing = Uppercase);
2233 pragma Source_File_Name
2234   (Subunit_File_Name => "*.SEP",
2235    Dot_Replacement => "__",
2236    Casing = Uppercase);
2237 @end smallexample
2238
2239 @node Generating Object Files
2240 @section Generating Object Files
2241
2242 @noindent
2243 An Ada program consists of a set of source files, and the first step in
2244 compiling the program is to generate the corresponding object files.
2245 These are generated by compiling a subset of these source files.
2246 The files you need to compile are the following:
2247
2248 @itemize @bullet
2249 @item
2250 If a package spec has no body, compile the package spec to produce the
2251 object file for the package.
2252
2253 @item
2254 If a package has both a spec and a body, compile the body to produce the
2255 object file for the package. The source file for the package spec need
2256 not be compiled in this case because there is only one object file, which
2257 contains the code for both the spec and body of the package.
2258
2259 @item
2260 For a subprogram, compile the subprogram body to produce the object file
2261 for the subprogram. The spec, if one is present, is as usual in a
2262 separate file, and need not be compiled.
2263
2264 @item
2265 @cindex Subunits
2266 In the case of subunits, only compile the parent unit. A single object
2267 file is generated for the entire subunit tree, which includes all the
2268 subunits.
2269
2270 @item
2271 Compile child units independently of their parent units
2272 (though, of course, the spec of all the ancestor unit must be present in order
2273 to compile a child unit).
2274
2275 @item
2276 @cindex Generics
2277 Compile generic units in the same manner as any other units. The object
2278 files in this case are small dummy files that contain at most the
2279 flag used for elaboration checking. This is because GNAT always handles generic
2280 instantiation by means of macro expansion. However, it is still necessary to
2281 compile generic units, for dependency checking and elaboration purposes.
2282 @end itemize
2283
2284 @noindent
2285 The preceding rules describe the set of files that must be compiled to
2286 generate the object files for a program. Each object file has the same
2287 name as the corresponding source file, except that the extension is
2288 @file{.o} as usual.
2289
2290 You may wish to compile other files for the purpose of checking their
2291 syntactic and semantic correctness. For example, in the case where a
2292 package has a separate spec and body, you would not normally compile the
2293 spec. However, it is convenient in practice to compile the spec to make
2294 sure it is error-free before compiling clients of this spec, because such
2295 compilations will fail if there is an error in the spec.
2296
2297 GNAT provides an option for compiling such files purely for the
2298 purposes of checking correctness; such compilations are not required as
2299 part of the process of building a program. To compile a file in this
2300 checking mode, use the @option{-gnatc} switch.
2301
2302 @node Source Dependencies
2303 @section Source Dependencies
2304
2305 @noindent
2306 A given object file clearly depends on the source file which is compiled
2307 to produce it. Here we are using @dfn{depends} in the sense of a typical
2308 @code{make} utility; in other words, an object file depends on a source
2309 file if changes to the source file require the object file to be
2310 recompiled.
2311 In addition to this basic dependency, a given object may depend on
2312 additional source files as follows:
2313
2314 @itemize @bullet
2315 @item
2316 If a file being compiled @code{with}'s a unit @var{X}, the object file
2317 depends on the file containing the spec of unit @var{X}. This includes
2318 files that are @code{with}'ed implicitly either because they are parents
2319 of @code{with}'ed child units or they are run-time units required by the
2320 language constructs used in a particular unit.
2321
2322 @item
2323 If a file being compiled instantiates a library level generic unit, the
2324 object file depends on both the spec and body files for this generic
2325 unit.
2326
2327 @item
2328 If a file being compiled instantiates a generic unit defined within a
2329 package, the object file depends on the body file for the package as
2330 well as the spec file.
2331
2332 @item
2333 @findex Inline
2334 @cindex @option{-gnatn} switch
2335 If a file being compiled contains a call to a subprogram for which
2336 pragma @code{Inline} applies and inlining is activated with the
2337 @option{-gnatn} switch, the object file depends on the file containing the
2338 body of this subprogram as well as on the file containing the spec. Note
2339 that for inlining to actually occur as a result of the use of this switch,
2340 it is necessary to compile in optimizing mode.
2341
2342 @cindex @option{-gnatN} switch
2343 The use of @option{-gnatN} activates  inlining optimization
2344 that is performed by the front end of the compiler. This inlining does
2345 not require that the code generation be optimized. Like @option{-gnatn},
2346 the use of this switch generates additional dependencies.
2347
2348 When using a gcc-based back end (in practice this means using any version
2349 of GNAT other than the JGNAT, .NET or GNAAMP versions), then the use of
2350 @option{-gnatN} is deprecated, and the use of @option{-gnatn} is preferred.
2351 Historically front end inlining was more extensive than the gcc back end
2352 inlining, but that is no longer the case.
2353
2354 @item
2355 If an object file @file{O} depends on the proper body of a subunit through
2356 inlining or instantiation, it depends on the parent unit of the subunit.
2357 This means that any modification of the parent unit or one of its subunits
2358 affects the compilation of @file{O}.
2359
2360 @item
2361 The object file for a parent unit depends on all its subunit body files.
2362
2363 @item
2364 The previous two rules meant that for purposes of computing dependencies and
2365 recompilation, a body and all its subunits are treated as an indivisible whole.
2366
2367 @noindent
2368 These rules are applied transitively: if unit @code{A} @code{with}'s
2369 unit @code{B}, whose elaboration calls an inlined procedure in package
2370 @code{C}, the object file for unit @code{A} will depend on the body of
2371 @code{C}, in file @file{c.adb}.
2372
2373 The set of dependent files described by these rules includes all the
2374 files on which the unit is semantically dependent, as dictated by the
2375 Ada language standard. However, it is a superset of what the
2376 standard describes, because it includes generic, inline, and subunit
2377 dependencies.
2378
2379 An object file must be recreated by recompiling the corresponding source
2380 file if any of the source files on which it depends are modified. For
2381 example, if the @code{make} utility is used to control compilation,
2382 the rule for an Ada object file must mention all the source files on
2383 which the object file depends, according to the above definition.
2384 The determination of the necessary
2385 recompilations is done automatically when one uses @command{gnatmake}.
2386 @end itemize
2387
2388 @node The Ada Library Information Files
2389 @section The Ada Library Information Files
2390 @cindex Ada Library Information files
2391 @cindex @file{ALI} files
2392
2393 @noindent
2394 Each compilation actually generates two output files. The first of these
2395 is the normal object file that has a @file{.o} extension. The second is a
2396 text file containing full dependency information. It has the same
2397 name as the source file, but an @file{.ali} extension.
2398 This file is known as the Ada Library Information (@file{ALI}) file.
2399 The following information is contained in the @file{ALI} file.
2400
2401 @itemize @bullet
2402 @item
2403 Version information (indicates which version of GNAT was used to compile
2404 the unit(s) in question)
2405
2406 @item
2407 Main program information (including priority and time slice settings,
2408 as well as the wide character encoding used during compilation).
2409
2410 @item
2411 List of arguments used in the @command{gcc} command for the compilation
2412
2413 @item
2414 Attributes of the unit, including configuration pragmas used, an indication
2415 of whether the compilation was successful, exception model used etc.
2416
2417 @item
2418 A list of relevant restrictions applying to the unit (used for consistency)
2419 checking.
2420
2421 @item
2422 Categorization information (e.g.@: use of pragma @code{Pure}).
2423
2424 @item
2425 Information on all @code{with}'ed units, including presence of
2426 @code{Elaborate} or @code{Elaborate_All} pragmas.
2427
2428 @item
2429 Information from any @code{Linker_Options} pragmas used in the unit
2430
2431 @item
2432 Information on the use of @code{Body_Version} or @code{Version}
2433 attributes in the unit.
2434
2435 @item
2436 Dependency information. This is a list of files, together with
2437 time stamp and checksum information. These are files on which
2438 the unit depends in the sense that recompilation is required
2439 if any of these units are modified.
2440
2441 @item
2442 Cross-reference data. Contains information on all entities referenced
2443 in the unit. Used by tools like @code{gnatxref} and @code{gnatfind} to
2444 provide cross-reference information.
2445
2446 @end itemize
2447
2448 @noindent
2449 For a full detailed description of the format of the @file{ALI} file,
2450 see the source of the body of unit @code{Lib.Writ}, contained in file
2451 @file{lib-writ.adb} in the GNAT compiler sources.
2452
2453 @node Binding an Ada Program
2454 @section Binding an Ada Program
2455
2456 @noindent
2457 When using languages such as C and C++, once the source files have been
2458 compiled the only remaining step in building an executable program
2459 is linking the object modules together. This means that it is possible to
2460 link an inconsistent version of a program, in which two units have
2461 included different versions of the same header.
2462
2463 The rules of Ada do not permit such an inconsistent program to be built.
2464 For example, if two clients have different versions of the same package,
2465 it is illegal to build a program containing these two clients.
2466 These rules are enforced by the GNAT binder, which also determines an
2467 elaboration order consistent with the Ada rules.
2468
2469 The GNAT binder is run after all the object files for a program have
2470 been created. It is given the name of the main program unit, and from
2471 this it determines the set of units required by the program, by reading the
2472 corresponding ALI files. It generates error messages if the program is
2473 inconsistent or if no valid order of elaboration exists.
2474
2475 If no errors are detected, the binder produces a main program, in Ada by
2476 default, that contains calls to the elaboration procedures of those
2477 compilation unit that require them, followed by
2478 a call to the main program. This Ada program is compiled to generate the
2479 object file for the main program. The name of
2480 the Ada file is @file{b~@var{xxx}.adb} (with the corresponding spec
2481 @file{b~@var{xxx}.ads}) where @var{xxx} is the name of the
2482 main program unit.
2483
2484 Finally, the linker is used to build the resulting executable program,
2485 using the object from the main program from the bind step as well as the
2486 object files for the Ada units of the program.
2487
2488 @node Mixed Language Programming
2489 @section Mixed Language Programming
2490 @cindex Mixed Language Programming
2491
2492 @noindent
2493 This section describes how to develop a mixed-language program,
2494 specifically one that comprises units in both Ada and C.
2495
2496 @menu
2497 * Interfacing to C::
2498 * Calling Conventions::
2499 @end menu
2500
2501 @node Interfacing to C
2502 @subsection Interfacing to C
2503 @noindent
2504 Interfacing Ada with a foreign language such as C involves using
2505 compiler directives to import and/or export entity definitions in each
2506 language---using @code{extern} statements in C, for instance, and the
2507 @code{Import}, @code{Export}, and @code{Convention} pragmas in Ada.
2508 A full treatment of these topics is provided in Appendix B, section 1
2509 of the Ada Reference Manual.
2510
2511 There are two ways to build a program using GNAT that contains some Ada
2512 sources and some foreign language sources, depending on whether or not
2513 the main subprogram is written in Ada.  Here is a source example with
2514 the main subprogram in Ada:
2515
2516 @smallexample
2517 /* file1.c */
2518 #include <stdio.h>
2519
2520 void print_num (int num)
2521 @{
2522   printf ("num is %d.\n", num);
2523   return;
2524 @}
2525
2526 /* file2.c */
2527
2528 /* num_from_Ada is declared in my_main.adb */
2529 extern int num_from_Ada;
2530
2531 int get_num (void)
2532 @{
2533   return num_from_Ada;
2534 @}
2535 @end smallexample
2536
2537 @smallexample @c ada
2538 --  my_main.adb
2539 procedure My_Main is
2540
2541    --  Declare then export an Integer entity called num_from_Ada
2542    My_Num : Integer := 10;
2543    pragma Export (C, My_Num, "num_from_Ada");
2544
2545    --  Declare an Ada function spec for Get_Num, then use
2546    --  C function get_num for the implementation.
2547    function Get_Num return Integer;
2548    pragma Import (C, Get_Num, "get_num");
2549
2550    --  Declare an Ada procedure spec for Print_Num, then use
2551    --  C function print_num for the implementation.
2552    procedure Print_Num (Num : Integer);
2553    pragma Import (C, Print_Num, "print_num");
2554
2555 begin
2556    Print_Num (Get_Num);
2557 end My_Main;
2558 @end smallexample
2559
2560 @enumerate
2561 @item
2562 To build this example, first compile the foreign language files to
2563 generate object files:
2564 @smallexample
2565 ^gcc -c file1.c^gcc -c FILE1.C^
2566 ^gcc -c file2.c^gcc -c FILE2.C^
2567 @end smallexample
2568
2569 @item
2570 Then, compile the Ada units to produce a set of object files and ALI
2571 files:
2572 @smallexample
2573 gnatmake ^-c^/ACTIONS=COMPILE^ my_main.adb
2574 @end smallexample
2575
2576 @item
2577 Run the Ada binder on the Ada main program:
2578 @smallexample
2579 gnatbind my_main.ali
2580 @end smallexample
2581
2582 @item
2583 Link the Ada main program, the Ada objects and the other language
2584 objects:
2585 @smallexample
2586 gnatlink my_main.ali file1.o file2.o
2587 @end smallexample
2588 @end enumerate
2589
2590 The last three steps can be grouped in a single command:
2591 @smallexample
2592 gnatmake my_main.adb -largs file1.o file2.o
2593 @end smallexample
2594
2595 @cindex Binder output file
2596 @noindent
2597 If the main program is in a language other than Ada, then you may have
2598 more than one entry point into the Ada subsystem. You must use a special
2599 binder option to generate callable routines that initialize and
2600 finalize the Ada units (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs}).
2601 Calls to the initialization and finalization routines must be inserted
2602 in the main program, or some other appropriate point in the code. The
2603 call to initialize the Ada units must occur before the first Ada
2604 subprogram is called, and the call to finalize the Ada units must occur
2605 after the last Ada subprogram returns. The binder will place the
2606 initialization and finalization subprograms into the
2607 @file{b~@var{xxx}.adb} file where they can be accessed by your C
2608 sources.  To illustrate, we have the following example:
2609
2610 @smallexample
2611 /* main.c */
2612 extern void adainit (void);
2613 extern void adafinal (void);
2614 extern int add (int, int);
2615 extern int sub (int, int);
2616
2617 int main (int argc, char *argv[])
2618 @{
2619   int a = 21, b = 7;
2620
2621   adainit();
2622
2623   /* Should print "21 + 7 = 28" */
2624   printf ("%d + %d = %d\n", a, b, add (a, b));
2625   /* Should print "21 - 7 = 14" */
2626   printf ("%d - %d = %d\n", a, b, sub (a, b));
2627
2628   adafinal();
2629 @}
2630 @end smallexample
2631
2632 @smallexample @c ada
2633 --  unit1.ads
2634 package Unit1 is
2635    function Add (A, B : Integer) return Integer;
2636    pragma Export (C, Add, "add");
2637 end Unit1;
2638
2639 --  unit1.adb
2640 package body Unit1 is
2641    function Add (A, B : Integer) return Integer is
2642    begin
2643       return A + B;
2644    end Add;
2645 end Unit1;
2646
2647 --  unit2.ads
2648 package Unit2 is
2649    function Sub (A, B : Integer) return Integer;
2650    pragma Export (C, Sub, "sub");
2651 end Unit2;
2652
2653 --  unit2.adb
2654 package body Unit2 is
2655    function Sub (A, B : Integer) return Integer is
2656    begin
2657       return A - B;
2658    end Sub;
2659 end Unit2;
2660 @end smallexample
2661
2662 @enumerate
2663 @item
2664 The build procedure for this application is similar to the last
2665 example's.  First, compile the foreign language files to generate object
2666 files:
2667 @smallexample
2668 ^gcc -c main.c^gcc -c main.c^
2669 @end smallexample
2670
2671 @item
2672 Next, compile the Ada units to produce a set of object files and ALI
2673 files:
2674 @smallexample
2675 gnatmake ^-c^/ACTIONS=COMPILE^ unit1.adb
2676 gnatmake ^-c^/ACTIONS=COMPILE^ unit2.adb
2677 @end smallexample
2678
2679 @item
2680 Run the Ada binder on every generated ALI file.  Make sure to use the
2681 @option{-n} option to specify a foreign main program:
2682 @smallexample
2683 gnatbind ^-n^/NOMAIN^ unit1.ali unit2.ali
2684 @end smallexample
2685
2686 @item
2687 Link the Ada main program, the Ada objects and the foreign language
2688 objects. You need only list the last ALI file here:
2689 @smallexample
2690 gnatlink unit2.ali main.o -o exec_file
2691 @end smallexample
2692
2693 This procedure yields a binary executable called @file{exec_file}.
2694 @end enumerate
2695
2696 @noindent
2697 Depending on the circumstances (for example when your non-Ada main object
2698 does not provide symbol @code{main}), you may also need to instruct the
2699 GNAT linker not to include the standard startup objects by passing the
2700 @option{^-nostartfiles^/NOSTART_FILES^} switch to @command{gnatlink}.
2701
2702 @node Calling Conventions
2703 @subsection Calling Conventions
2704 @cindex Foreign Languages
2705 @cindex Calling Conventions
2706 GNAT follows standard calling sequence conventions and will thus interface
2707 to any other language that also follows these conventions. The following
2708 Convention identifiers are recognized by GNAT:
2709
2710 @table @code
2711 @cindex Interfacing to Ada
2712 @cindex Other Ada compilers
2713 @cindex Convention Ada
2714 @item Ada
2715 This indicates that the standard Ada calling sequence will be
2716 used and all Ada data items may be passed without any limitations in the
2717 case where GNAT is used to generate both the caller and callee. It is also
2718 possible to mix GNAT generated code and code generated by another Ada
2719 compiler. In this case, the data types should be restricted to simple
2720 cases, including primitive types. Whether complex data types can be passed
2721 depends on the situation. Probably it is safe to pass simple arrays, such
2722 as arrays of integers or floats. Records may or may not work, depending
2723 on whether both compilers lay them out identically. Complex structures
2724 involving variant records, access parameters, tasks, or protected types,
2725 are unlikely to be able to be passed.
2726
2727 Note that in the case of GNAT running
2728 on a platform that supports HP Ada 83, a higher degree of compatibility
2729 can be guaranteed, and in particular records are layed out in an identical
2730 manner in the two compilers. Note also that if output from two different
2731 compilers is mixed, the program is responsible for dealing with elaboration
2732 issues. Probably the safest approach is to write the main program in the
2733 version of Ada other than GNAT, so that it takes care of its own elaboration
2734 requirements, and then call the GNAT-generated adainit procedure to ensure
2735 elaboration of the GNAT components. Consult the documentation of the other
2736 Ada compiler for further details on elaboration.
2737
2738 However, it is not possible to mix the tasking run time of GNAT and
2739 HP Ada 83, All the tasking operations must either be entirely within
2740 GNAT compiled sections of the program, or entirely within HP Ada 83
2741 compiled sections of the program.
2742
2743 @cindex Interfacing to Assembly
2744 @cindex Convention Assembler
2745 @item Assembler
2746 Specifies assembler as the convention. In practice this has the
2747 same effect as convention Ada (but is not equivalent in the sense of being
2748 considered the same convention).
2749
2750 @cindex Convention Asm
2751 @findex Asm
2752 @item Asm
2753 Equivalent to Assembler.
2754
2755 @cindex Interfacing to COBOL
2756 @cindex Convention COBOL
2757 @findex COBOL
2758 @item COBOL
2759 Data will be passed according to the conventions described
2760 in section B.4 of the Ada Reference Manual.
2761
2762 @findex C
2763 @cindex Interfacing to C
2764 @cindex Convention C
2765 @item C
2766 Data will be passed according to the conventions described
2767 in section B.3 of the Ada Reference Manual.
2768
2769 A note on interfacing to a C ``varargs'' function:
2770 @findex C varargs function
2771 @cindex Interfacing to C varargs function
2772 @cindex varargs function interfaces
2773
2774 @itemize @bullet
2775 @item
2776 In C, @code{varargs} allows a function to take a variable number of
2777 arguments. There is no direct equivalent in this to Ada. One
2778 approach that can be used is to create a C wrapper for each
2779 different profile and then interface to this C wrapper. For
2780 example, to print an @code{int} value using @code{printf},
2781 create a C function @code{printfi} that takes two arguments, a
2782 pointer to a string and an int, and calls @code{printf}.
2783 Then in the Ada program, use pragma @code{Import} to
2784 interface to @code{printfi}.
2785
2786 @item
2787 It may work on some platforms to directly interface to
2788 a @code{varargs} function by providing a specific Ada profile
2789 for a particular call. However, this does not work on
2790 all platforms, since there is no guarantee that the
2791 calling sequence for a two argument normal C function
2792 is the same as for calling a @code{varargs} C function with
2793 the same two arguments.
2794 @end itemize
2795
2796 @cindex Convention Default
2797 @findex Default
2798 @item Default
2799 Equivalent to C.
2800
2801 @cindex Convention External
2802 @findex External
2803 @item External
2804 Equivalent to C.
2805
2806 @ifclear vms
2807 @findex C++
2808 @cindex Interfacing to C++
2809 @cindex Convention C++
2810 @item C_Plus_Plus (or CPP)
2811 This stands for C++. For most purposes this is identical to C.
2812 See the separate description of the specialized GNAT pragmas relating to
2813 C++ interfacing for further details.
2814 @end ifclear
2815
2816 @findex Fortran
2817 @cindex Interfacing to Fortran
2818 @cindex Convention Fortran
2819 @item Fortran
2820 Data will be passed according to the conventions described
2821 in section B.5 of the Ada Reference Manual.
2822
2823 @item Intrinsic
2824 This applies to an intrinsic operation, as defined in the Ada
2825 Reference Manual. If a pragma Import (Intrinsic) applies to a subprogram,
2826 this means that the body of the subprogram is provided by the compiler itself,
2827 usually by means of an efficient code sequence, and that the user does not
2828 supply an explicit body for it. In an application program, the pragma may
2829 be applied to the following sets of names:
2830
2831 @itemize @bullet
2832 @item
2833 Rotate_Left, Rotate_Right, Shift_Left, Shift_Right,
2834 Shift_Right_Arithmetic.  The corresponding subprogram declaration must have
2835 two formal parameters. The
2836 first one must be a signed integer type or a modular type with a binary
2837 modulus, and the second parameter must be of type Natural.
2838 The return type must be the same as the type of the first argument. The size
2839 of this type can only be 8, 16, 32, or 64.
2840
2841 @item
2842 Binary arithmetic operators: ``+'', ``-'', ``*'', ``/''
2843 The corresponding operator declaration must have parameters and result type
2844 that have the same root numeric type (for example, all three are long_float
2845 types). This simplifies the definition of operations that use type checking
2846 to perform dimensional checks:
2847
2848 @smallexample @c ada
2849 type Distance is new Long_Float;
2850 type Time     is new Long_Float;
2851 type Velocity is new Long_Float;
2852 function "/" (D : Distance; T : Time)
2853   return Velocity;
2854 pragma Import (Intrinsic, "/");
2855 @end smallexample
2856
2857 @noindent
2858 This common idiom is often programmed with a generic definition and an
2859 explicit body. The pragma makes it simpler to introduce such declarations.
2860 It incurs no overhead in compilation time or code size, because it is
2861 implemented as a single machine instruction.
2862
2863 @item
2864 General subprogram entities, to bind an Ada subprogram declaration to
2865 a compiler builtin by name with back-ends where such interfaces are
2866 available. A typical example is the set of ``__builtin'' functions
2867 exposed by the GCC back-end, as in the following example:
2868
2869 @smallexample @c ada
2870    function builtin_sqrt (F : Float) return Float;
2871    pragma Import (Intrinsic, builtin_sqrt, "__builtin_sqrtf");
2872 @end smallexample
2873
2874 Most of the GCC builtins are accessible this way, and as for other
2875 import conventions (e.g. C), it is the user's responsibility to ensure
2876 that the Ada subprogram profile matches the underlying builtin
2877 expectations.
2878 @end itemize
2879
2880 @noindent
2881
2882 @ifset unw
2883 @findex Stdcall
2884 @cindex Convention Stdcall
2885 @item Stdcall
2886 This is relevant only to Windows XP/2000/NT implementations of GNAT,
2887 and specifies that the @code{Stdcall} calling sequence will be used,
2888 as defined by the NT API. Nevertheless, to ease building
2889 cross-platform bindings this convention will be handled as a @code{C} calling
2890 convention on non-Windows platforms.
2891
2892 @findex DLL
2893 @cindex Convention DLL
2894 @item DLL
2895 This is equivalent to @code{Stdcall}.
2896
2897 @findex Win32
2898 @cindex Convention Win32
2899 @item Win32
2900 This is equivalent to @code{Stdcall}.
2901 @end ifset
2902
2903 @findex Stubbed
2904 @cindex Convention Stubbed
2905 @item Stubbed
2906 This is a special convention that indicates that the compiler
2907 should provide a stub body that raises @code{Program_Error}.
2908 @end table
2909
2910 @noindent
2911 GNAT additionally provides a useful pragma @code{Convention_Identifier}
2912 that can be used to parameterize conventions and allow additional synonyms
2913 to be specified. For example if you have legacy code in which the convention
2914 identifier Fortran77 was used for Fortran, you can use the configuration
2915 pragma:
2916
2917 @smallexample @c ada
2918 pragma Convention_Identifier (Fortran77, Fortran);
2919 @end smallexample
2920
2921 @noindent
2922 And from now on the identifier Fortran77 may be used as a convention
2923 identifier (for example in an @code{Import} pragma) with the same
2924 meaning as Fortran.
2925
2926 @ifclear vms
2927 @node Building Mixed Ada & C++ Programs
2928 @section Building Mixed Ada and C++ Programs
2929
2930 @noindent
2931 A programmer inexperienced with mixed-language development may find that
2932 building an application containing both Ada and C++ code can be a
2933 challenge.  This section gives a few
2934 hints that should make this task easier. The first section addresses
2935 the differences between interfacing with C and interfacing with C++.
2936 The second section
2937 looks into the delicate problem of linking the complete application from
2938 its Ada and C++ parts. The last section gives some hints on how the GNAT
2939 run-time library can be adapted in order to allow inter-language dispatching
2940 with a new C++ compiler.
2941
2942 @menu
2943 * Interfacing to C++::
2944 * Linking a Mixed C++ & Ada Program::
2945 * A Simple Example::
2946 * Interfacing with C++ constructors::
2947 * Interfacing with C++ at the Class Level::
2948 @end menu
2949
2950 @node Interfacing to C++
2951 @subsection Interfacing to C++
2952
2953 @noindent
2954 GNAT supports interfacing with the G++ compiler (or any C++ compiler
2955 generating code that is compatible with the G++ Application Binary
2956 Interface ---see http://www.codesourcery.com/archives/cxx-abi).
2957
2958 @noindent
2959 Interfacing can be done at 3 levels: simple data, subprograms, and
2960 classes. In the first two cases, GNAT offers a specific @code{Convention
2961 C_Plus_Plus} (or @code{CPP}) that behaves exactly like @code{Convention C}.
2962 Usually, C++ mangles the names of subprograms. To generate proper mangled
2963 names automatically, see @ref{Generating Ada Bindings for C and C++ headers}).
2964 This problem can also be addressed manually in two ways:
2965
2966 @itemize @bullet
2967 @item
2968 by modifying the C++ code in order to force a C convention using
2969 the @code{extern "C"} syntax.
2970
2971 @item
2972 by figuring out the mangled name (using e.g. @command{nm}) and using it as the
2973 Link_Name argument of the pragma import.
2974 @end itemize
2975
2976 @noindent
2977 Interfacing at the class level can be achieved by using the GNAT specific
2978 pragmas such as @code{CPP_Constructor}.  @xref{Interfacing to C++,,,
2979 gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for additional information.
2980
2981 @node Linking a Mixed C++ & Ada Program
2982 @subsection Linking a Mixed C++ & Ada Program
2983
2984 @noindent
2985 Usually the linker of the C++ development system must be used to link
2986 mixed applications because most C++ systems will resolve elaboration
2987 issues (such as calling constructors on global class instances)
2988 transparently during the link phase. GNAT has been adapted to ease the
2989 use of a foreign linker for the last phase. Three cases can be
2990 considered:
2991 @enumerate
2992
2993 @item
2994 Using GNAT and G++ (GNU C++ compiler) from the same GCC installation:
2995 The C++ linker can simply be called by using the C++ specific driver
2996 called @code{g++}.
2997
2998 Note that if the C++ code uses inline functions, you will need to
2999 compile your C++ code with the @code{-fkeep-inline-functions} switch in
3000 order to provide an existing function implementation that the Ada code can
3001 link with.
3002
3003 @smallexample
3004 $ g++ -c -fkeep-inline-functions file1.C
3005 $ g++ -c -fkeep-inline-functions file2.C
3006 $ gnatmake ada_unit -largs file1.o file2.o --LINK=g++
3007 @end smallexample
3008
3009 @item
3010 Using GNAT and G++ from two different GCC installations: If both
3011 compilers are on the @env{PATH}, the previous method may be used. It is
3012 important to note that environment variables such as
3013 @env{C_INCLUDE_PATH}, @env{GCC_EXEC_PREFIX}, @env{BINUTILS_ROOT}, and
3014 @env{GCC_ROOT} will affect both compilers
3015 at the same time and may make one of the two compilers operate
3016 improperly if set during invocation of the wrong compiler.  It is also
3017 very important that the linker uses the proper @file{libgcc.a} GCC
3018 library -- that is, the one from the C++ compiler installation. The
3019 implicit link command as suggested in the @command{gnatmake} command
3020 from the former example can be replaced by an explicit link command with
3021 the full-verbosity option in order to verify which library is used:
3022 @smallexample
3023 $ gnatbind ada_unit
3024 $ gnatlink -v -v ada_unit file1.o file2.o --LINK=c++
3025 @end smallexample
3026 If there is a problem due to interfering environment variables, it can
3027 be worked around by using an intermediate script. The following example
3028 shows the proper script to use when GNAT has not been installed at its
3029 default location and g++ has been installed at its default location:
3030
3031 @smallexample
3032 $ cat ./my_script
3033 #!/bin/sh
3034 unset BINUTILS_ROOT
3035 unset GCC_ROOT
3036 c++ $*
3037 $ gnatlink -v -v ada_unit file1.o file2.o --LINK=./my_script
3038 @end smallexample
3039
3040 @item
3041 Using a non-GNU C++ compiler: The commands previously described can be
3042 used to insure that the C++ linker is used. Nonetheless, you need to add
3043 a few more parameters to the link command line, depending on the exception
3044 mechanism used.
3045
3046 If the @code{setjmp/longjmp} exception mechanism is used, only the paths
3047 to the libgcc libraries are required:
3048
3049 @smallexample
3050 $ cat ./my_script
3051 #!/bin/sh
3052 CC $* `gcc -print-file-name=libgcc.a` `gcc -print-file-name=libgcc_eh.a`
3053 $ gnatlink ada_unit file1.o file2.o --LINK=./my_script
3054 @end smallexample
3055
3056 Where CC is the name of the non-GNU C++ compiler.
3057
3058 If the @code{zero cost} exception mechanism is used, and the platform
3059 supports automatic registration of exception tables (e.g.@: Solaris or IRIX),
3060 paths to more objects are required:
3061
3062 @smallexample
3063 $ cat ./my_script
3064 #!/bin/sh
3065 CC `gcc -print-file-name=crtbegin.o` $* \
3066 `gcc -print-file-name=libgcc.a` `gcc -print-file-name=libgcc_eh.a` \
3067 `gcc -print-file-name=crtend.o`
3068 $ gnatlink ada_unit file1.o file2.o --LINK=./my_script
3069 @end smallexample
3070
3071 If the @code{zero cost} exception mechanism is used, and the platform
3072 doesn't support automatic registration of exception tables (e.g.@: HP-UX,
3073 Tru64 or AIX), the simple approach described above will not work and
3074 a pre-linking phase using GNAT will be necessary.
3075
3076 @end enumerate
3077
3078 Another alternative is to use the @command{gprbuild} multi-language builder
3079 which has a large knowledge base and knows how to link Ada and C++ code
3080 together automatically in most cases.
3081
3082 @node A Simple Example
3083 @subsection  A Simple Example
3084 @noindent
3085 The following example, provided as part of the GNAT examples, shows how
3086 to achieve procedural interfacing between Ada and C++ in both
3087 directions. The C++ class A has two methods. The first method is exported
3088 to Ada by the means of an extern C wrapper function. The second method
3089 calls an Ada subprogram. On the Ada side, The C++ calls are modelled by
3090 a limited record with a layout comparable to the C++ class. The Ada
3091 subprogram, in turn, calls the C++ method. So, starting from the C++
3092 main program, the process passes back and forth between the two
3093 languages.
3094
3095 @noindent
3096 Here are the compilation commands:
3097 @smallexample
3098 $ gnatmake -c simple_cpp_interface
3099 $ g++ -c cpp_main.C
3100 $ g++ -c ex7.C
3101 $ gnatbind -n simple_cpp_interface
3102 $ gnatlink simple_cpp_interface -o cpp_main --LINK=g++
3103       -lstdc++ ex7.o cpp_main.o
3104 @end smallexample
3105
3106 @noindent
3107 Here are the corresponding sources:
3108 @smallexample
3109
3110 //cpp_main.C
3111
3112 #include "ex7.h"
3113
3114 extern "C" @{
3115   void adainit (void);
3116   void adafinal (void);
3117   void method1 (A *t);
3118 @}
3119
3120 void method1 (A *t)
3121 @{
3122   t->method1 ();
3123 @}
3124
3125 int main ()
3126 @{
3127   A obj;
3128   adainit ();
3129   obj.method2 (3030);
3130   adafinal ();
3131 @}
3132
3133 //ex7.h
3134
3135 class Origin @{
3136  public:
3137   int o_value;
3138 @};
3139 class A : public Origin @{
3140  public:
3141   void method1 (void);
3142   void method2 (int v);
3143   A();
3144   int   a_value;
3145 @};
3146
3147 //ex7.C
3148
3149 #include "ex7.h"
3150 #include <stdio.h>
3151
3152 extern "C" @{ void ada_method2 (A *t, int v);@}
3153
3154 void A::method1 (void)
3155 @{
3156   a_value = 2020;
3157   printf ("in A::method1, a_value = %d \n",a_value);
3158
3159 @}
3160
3161 void A::method2 (int v)
3162 @{
3163    ada_method2 (this, v);
3164    printf ("in A::method2, a_value = %d \n",a_value);
3165
3166 @}
3167
3168 A::A(void)
3169 @{
3170    a_value = 1010;
3171   printf ("in A::A, a_value = %d \n",a_value);
3172 @}
3173 @end smallexample
3174
3175 @smallexample @c ada
3176 -- Ada sources
3177 package body Simple_Cpp_Interface is
3178
3179    procedure Ada_Method2 (This : in out A; V : Integer) is
3180    begin
3181       Method1 (This);
3182       This.A_Value := V;
3183    end Ada_Method2;
3184
3185 end Simple_Cpp_Interface;
3186
3187 with System;
3188 package Simple_Cpp_Interface is
3189    type A is limited
3190       record
3191          Vptr    : System.Address;
3192          O_Value : Integer;
3193          A_Value : Integer;
3194       end record;
3195    pragma Convention (C, A);
3196
3197    procedure Method1 (This : in out A);
3198    pragma Import (C, Method1);
3199
3200    procedure Ada_Method2 (This : in out A; V : Integer);
3201    pragma Export (C, Ada_Method2);
3202
3203 end Simple_Cpp_Interface;
3204 @end smallexample
3205
3206 @node Interfacing with C++ constructors
3207 @subsection Interfacing with C++ constructors
3208 @noindent
3209
3210 In order to interface with C++ constructors GNAT provides the
3211 @code{pragma CPP_Constructor} (@xref{Interfacing to C++,,,
3212 gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for additional information).
3213 In this section we present some common uses of C++ constructors
3214 in mixed-languages programs in GNAT.
3215
3216 Let us assume that we need to interface with the following
3217 C++ class:
3218
3219 @smallexample
3220 @b{class} Root @{
3221 @b{public}:
3222   int  a_value;
3223   int  b_value;
3224   @b{virtual} int Get_Value ();
3225   Root();              // Default constructor
3226   Root(int v);         // 1st non-default constructor
3227   Root(int v, int w);  // 2nd non-default constructor
3228 @};
3229 @end smallexample
3230
3231 For this purpose we can write the following package spec (further
3232 information on how to build this spec is available in
3233 @ref{Interfacing with C++ at the Class Level} and
3234 @ref{Generating Ada Bindings for C and C++ headers}).
3235
3236 @smallexample @c ada
3237 with Interfaces.C; use Interfaces.C;
3238 package Pkg_Root is
3239   type Root is tagged limited record
3240      A_Value : int;
3241      B_Value : int;
3242   end record;
3243   pragma Import (CPP, Root);
3244
3245   function Get_Value (Obj : Root) return int;
3246   pragma Import (CPP, Get_Value);
3247
3248   function Constructor return Root;
3249   pragma Cpp_Constructor (Constructor, "_ZN4RootC1Ev");
3250
3251   function Constructor (v : Integer) return Root;
3252   pragma Cpp_Constructor (Constructor, "_ZN4RootC1Ei");
3253
3254   function Constructor (v, w : Integer) return Root;
3255   pragma Cpp_Constructor (Constructor, "_ZN4RootC1Eii");
3256 end Pkg_Root;
3257 @end smallexample
3258
3259 On the Ada side the constructor is represented by a function (whose
3260 name is arbitrary) that returns the classwide type corresponding to
3261 the imported C++ class. Although the constructor is described as a
3262 function, it is typically a procedure with an extra implicit argument
3263 (the object being initialized) at the implementation level. GNAT
3264 issues the appropriate call, whatever it is, to get the object
3265 properly initialized.
3266
3267 Constructors can only appear in the following contexts:
3268
3269 @itemize @bullet
3270 @item
3271 On the right side of an initialization of an object of type @var{T}.
3272 @item
3273 On the right side of an initialization of a record component of type @var{T}.
3274 @item
3275 In an Ada 2005 limited aggregate.
3276 @item
3277 In an Ada 2005 nested limited aggregate.
3278 @item
3279 In an Ada 2005 limited aggregate that initializes an object built in
3280 place by an extended return statement.
3281 @end itemize
3282
3283 @noindent
3284 In a declaration of an object whose type is a class imported from C++,
3285 either the default C++ constructor is implicitly called by GNAT, or
3286 else the required C++ constructor must be explicitly called in the
3287 expression that initializes the object. For example:
3288
3289 @smallexample @c ada
3290   Obj1 : Root;
3291   Obj2 : Root := Constructor;
3292   Obj3 : Root := Constructor (v => 10);
3293   Obj4 : Root := Constructor (30, 40);
3294 @end smallexample
3295
3296 The first two declarations are equivalent: in both cases the default C++
3297 constructor is invoked (in the former case the call to the constructor is
3298 implicit, and in the latter case the call is explicit in the object
3299 declaration). @code{Obj3} is initialized by the C++ non-default constructor
3300 that takes an integer argument, and @code{Obj4} is initialized by the
3301 non-default C++ constructor that takes two integers.
3302
3303 Let us derive the imported C++ class in the Ada side. For example:
3304
3305 @smallexample @c ada
3306   type DT is new Root with record
3307      C_Value : Natural := 2009;
3308   end record;
3309 @end smallexample
3310
3311 In this case the components DT inherited from the C++ side must be
3312 initialized by a C++ constructor, and the additional Ada components
3313 of type DT are initialized by GNAT. The initialization of such an
3314 object is done either by default, or by means of a function returning
3315 an aggregate of type DT, or by means of an extension aggregate.
3316
3317 @smallexample @c ada
3318   Obj5 : DT;
3319   Obj6 : DT := Function_Returning_DT (50);
3320   Obj7 : DT := (Constructor (30,40) with C_Value => 50);
3321 @end smallexample
3322
3323 The declaration of @code{Obj5} invokes the default constructors: the
3324 C++ default constructor of the parent type takes care of the initialization
3325 of the components inherited from Root, and GNAT takes care of the default
3326 initialization of the additional Ada components of type DT (that is,
3327 @code{C_Value} is initialized to value 2009). The order of invocation of
3328 the constructors is consistent with the order of elaboration required by
3329 Ada and C++. That is, the constructor of the parent type is always called
3330 before the constructor of the derived type.
3331
3332 Let us now consider a record that has components whose type is imported
3333 from C++. For example:
3334
3335 @smallexample @c ada
3336   type Rec1 is limited record
3337      Data1 : Root := Constructor (10);
3338      Value : Natural := 1000;
3339   end record;
3340
3341   type Rec2 (D : Integer := 20) is limited record
3342      Rec   : Rec1;
3343      Data2 : Root := Constructor (D, 30);
3344   end record;
3345 @end smallexample
3346
3347 The initialization of an object of type @code{Rec2} will call the
3348 non-default C++ constructors specified for the imported components.
3349 For example:
3350
3351 @smallexample @c ada
3352   Obj8 : Rec2 (40);
3353 @end smallexample
3354
3355 Using Ada 2005 we can use limited aggregates to initialize an object
3356 invoking C++ constructors that differ from those specified in the type
3357 declarations. For example:
3358
3359 @smallexample @c ada
3360   Obj9 : Rec2 := (Rec => (Data1 => Constructor (15, 16),
3361                           others => <>),
3362                   others => <>);
3363 @end smallexample
3364
3365 The above declaration uses an Ada 2005 limited aggregate to
3366 initialize @code{Obj9}, and the C++ constructor that has two integer
3367 arguments is invoked to initialize the @code{Data1} component instead
3368 of the constructor specified in the declaration of type @code{Rec1}. In
3369 Ada 2005 the box in the aggregate indicates that unspecified components
3370 are initialized using the expression (if any) available in the component
3371 declaration. That is, in this case discriminant @code{D} is initialized
3372 to value @code{20}, @code{Value} is initialized to value 1000, and the
3373 non-default C++ constructor that handles two integers takes care of
3374 initializing component @code{Data2} with values @code{20,30}.
3375
3376 In Ada 2005 we can use the extended return statement to build the Ada
3377 equivalent to C++ non-default constructors. For example:
3378
3379 @smallexample @c ada
3380   function Constructor (V : Integer) return Rec2 is
3381   begin
3382      return Obj : Rec2 := (Rec => (Data1  => Constructor (V, 20),
3383                                    others => <>),
3384                            others => <>) do
3385         --  Further actions required for construction of
3386         --  objects of type Rec2
3387         ...
3388      end record;
3389   end Constructor;
3390 @end smallexample
3391
3392 In this example the extended return statement construct is used to
3393 build in place the returned object whose components are initialized
3394 by means of a limited aggregate. Any further action associated with
3395 the constructor can be placed inside the construct.
3396
3397 @node Interfacing with C++ at the Class Level
3398 @subsection Interfacing with C++ at the Class Level
3399 @noindent
3400 In this section we demonstrate the GNAT features for interfacing with
3401 C++ by means of an example making use of Ada 2005 abstract interface
3402 types. This example consists of a classification of animals; classes
3403 have been used to model our main classification of animals, and
3404 interfaces provide support for the management of secondary
3405 classifications. We first demonstrate a case in which the types and
3406 constructors are defined on the C++ side and imported from the Ada
3407 side, and latter the reverse case.
3408
3409 The root of our derivation will be the @code{Animal} class, with a
3410 single private attribute (the @code{Age} of the animal) and two public
3411 primitives to set and get the value of this attribute.
3412
3413 @smallexample
3414 @b{class} Animal @{
3415  @b{public}:
3416    @b{virtual} void Set_Age (int New_Age);
3417    @b{virtual} int Age ();
3418  @b{private}:
3419    int Age_Count;
3420 @};
3421 @end smallexample
3422
3423 Abstract interface types are defined in C++ by means of classes with pure
3424 virtual functions and no data members. In our example we will use two
3425 interfaces that provide support for the common management of @code{Carnivore}
3426 and @code{Domestic} animals:
3427
3428 @smallexample
3429 @b{class} Carnivore @{
3430 @b{public}:
3431    @b{virtual} int Number_Of_Teeth () = 0;
3432 @};
3433
3434 @b{class} Domestic @{
3435 @b{public}:
3436    @b{virtual void} Set_Owner (char* Name) = 0;
3437 @};
3438 @end smallexample
3439
3440 Using these declarations, we can now say that a @code{Dog} is an animal that is
3441 both Carnivore and Domestic, that is:
3442
3443 @smallexample
3444 @b{class} Dog : Animal, Carnivore, Domestic @{
3445  @b{public}:
3446    @b{virtual} int  Number_Of_Teeth ();
3447    @b{virtual} void Set_Owner (char* Name);
3448
3449    Dog(); // Constructor
3450  @b{private}:
3451    int  Tooth_Count;
3452    char *Owner;
3453 @};
3454 @end smallexample
3455
3456 In the following examples we will assume that the previous declarations are
3457 located in a file named @code{animals.h}. The following package demonstrates
3458 how to import these C++ declarations from the Ada side:
3459
3460 @smallexample @c ada
3461 with Interfaces.C.Strings; use Interfaces.C.Strings;
3462 package Animals is
3463   type Carnivore is interface;
3464   pragma Convention (C_Plus_Plus, Carnivore);
3465   function Number_Of_Teeth (X : Carnivore)
3466      return Natural is abstract;
3467
3468   type Domestic is interface;
3469   pragma Convention (C_Plus_Plus, Set_Owner);
3470   procedure Set_Owner
3471     (X    : in out Domestic;
3472      Name : Chars_Ptr) is abstract;
3473
3474   type Animal is tagged record
3475     Age : Natural := 0;
3476   end record;
3477   pragma Import (C_Plus_Plus, Animal);
3478
3479   procedure Set_Age (X : in out Animal; Age : Integer);
3480   pragma Import (C_Plus_Plus, Set_Age);
3481
3482   function Age (X : Animal) return Integer;
3483   pragma Import (C_Plus_Plus, Age);
3484
3485   type Dog is new Animal and Carnivore and Domestic with record
3486     Tooth_Count : Natural;
3487     Owner       : String (1 .. 30);
3488   end record;
3489   pragma Import (C_Plus_Plus, Dog);
3490
3491   function Number_Of_Teeth (A : Dog) return Integer;
3492   pragma Import (C_Plus_Plus, Number_Of_Teeth);
3493
3494   procedure Set_Owner (A : in out Dog; Name : Chars_Ptr);
3495   pragma Import (C_Plus_Plus, Set_Owner);
3496
3497   function New_Dog return Dog;
3498   pragma CPP_Constructor (New_Dog);
3499   pragma Import (CPP, New_Dog, "_ZN3DogC2Ev");
3500 end Animals;
3501 @end smallexample
3502
3503 Thanks to the compatibility between GNAT run-time structures and the C++ ABI,
3504 interfacing with these C++ classes is easy. The only requirement is that all
3505 the primitives and components must be declared exactly in the same order in
3506 the two languages.
3507
3508 Regarding the abstract interfaces, we must indicate to the GNAT compiler by
3509 means of a @code{pragma Convention (C_Plus_Plus)}, the convention used to pass
3510 the arguments to the called primitives will be the same as for C++. For the
3511 imported classes we use @code{pragma Import} with convention @code{C_Plus_Plus}
3512 to indicate that they have been defined on the C++ side; this is required
3513 because the dispatch table associated with these tagged types will be built
3514 in the C++ side and therefore will not contain the predefined Ada primitives
3515 which Ada would otherwise expect.
3516
3517 As the reader can see there is no need to indicate the C++ mangled names
3518 associated with each subprogram because it is assumed that all the calls to
3519 these primitives will be dispatching calls. The only exception is the
3520 constructor, which must be registered with the compiler by means of
3521 @code{pragma CPP_Constructor} and needs to provide its associated C++
3522 mangled name because the Ada compiler generates direct calls to it.
3523
3524 With the above packages we can now declare objects of type Dog on the Ada side
3525 and dispatch calls to the corresponding subprograms on the C++ side. We can
3526 also extend the tagged type Dog with further fields and primitives, and
3527 override some of its C++ primitives on the Ada side. For example, here we have
3528 a type derivation defined on the Ada side that inherits all the dispatching
3529 primitives of the ancestor from the C++ side.
3530
3531 @smallexample
3532 @b{with} Animals; @b{use} Animals;
3533 @b{package} Vaccinated_Animals @b{is}
3534   @b{type} Vaccinated_Dog @b{is new} Dog @b{with null record};
3535   @b{function} Vaccination_Expired (A : Vaccinated_Dog) @b{return} Boolean;
3536 @b{end} Vaccinated_Animals;
3537 @end smallexample
3538
3539 It is important to note that, because of the ABI compatibility, the programmer
3540 does not need to add any further information to indicate either the object
3541 layout or the dispatch table entry associated with each dispatching operation.
3542
3543 Now let us define all the types and constructors on the Ada side and export
3544 them to C++, using the same hierarchy of our previous example:
3545
3546 @smallexample @c ada
3547 with Interfaces.C.Strings;
3548 use Interfaces.C.Strings;
3549 package Animals is
3550   type Carnivore is interface;
3551   pragma Convention (C_Plus_Plus, Carnivore);
3552   function Number_Of_Teeth (X : Carnivore)
3553      return Natural is abstract;
3554
3555   type Domestic is interface;
3556   pragma Convention (C_Plus_Plus, Set_Owner);
3557   procedure Set_Owner
3558     (X    : in out Domestic;
3559      Name : Chars_Ptr) is abstract;
3560
3561   type Animal is tagged record
3562     Age : Natural := 0;
3563   end record;
3564   pragma Convention (C_Plus_Plus, Animal);
3565
3566   procedure Set_Age (X : in out Animal; Age : Integer);
3567   pragma Export (C_Plus_Plus, Set_Age);
3568
3569   function Age (X : Animal) return Integer;
3570   pragma Export (C_Plus_Plus, Age);
3571
3572   type Dog is new Animal and Carnivore and Domestic with record
3573     Tooth_Count : Natural;
3574     Owner       : String (1 .. 30);
3575   end record;
3576   pragma Convention (C_Plus_Plus, Dog);
3577
3578   function Number_Of_Teeth (A : Dog) return Integer;
3579   pragma Export (C_Plus_Plus, Number_Of_Teeth);
3580
3581   procedure Set_Owner (A : in out Dog; Name : Chars_Ptr);
3582   pragma Export (C_Plus_Plus, Set_Owner);
3583
3584   function New_Dog return Dog'Class;
3585   pragma Export (C_Plus_Plus, New_Dog);
3586 end Animals;
3587 @end smallexample
3588
3589 Compared with our previous example the only difference is the use of
3590 @code{pragma Export} to indicate to the GNAT compiler that the primitives will
3591 be available to C++. Thanks to the ABI compatibility, on the C++ side there is
3592 nothing else to be done; as explained above, the only requirement is that all
3593 the primitives and components are declared in exactly the same order.
3594
3595 For completeness, let us see a brief C++ main program that uses the
3596 declarations available in @code{animals.h} (presented in our first example) to
3597 import and use the declarations from the Ada side, properly initializing and
3598 finalizing the Ada run-time system along the way:
3599
3600 @smallexample
3601 @b{#include} "animals.h"
3602 @b{#include} <iostream>
3603 @b{using namespace} std;
3604
3605 void Check_Carnivore (Carnivore *obj) @{@dots{}@}
3606 void Check_Domestic (Domestic *obj)   @{@dots{}@}
3607 void Check_Animal (Animal *obj)       @{@dots{}@}
3608 void Check_Dog (Dog *obj)             @{@dots{}@}
3609
3610 @b{extern} "C" @{
3611   void adainit (void);
3612   void adafinal (void);
3613   Dog* new_dog ();
3614 @}
3615
3616 void test ()
3617 @{
3618   Dog *obj = new_dog();  // Ada constructor
3619   Check_Carnivore (obj); // Check secondary DT
3620   Check_Domestic (obj);  // Check secondary DT
3621   Check_Animal (obj);    // Check primary DT
3622   Check_Dog (obj);       // Check primary DT
3623 @}
3624
3625 int main ()
3626 @{
3627   adainit ();  test();  adafinal ();
3628   return 0;
3629 @}
3630 @end smallexample
3631
3632 @node Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models
3633 @section Comparison between GNAT and C/C++ Compilation Models
3634
3635 @noindent
3636 The GNAT model of compilation is close to the C and C++ models. You can
3637 think of Ada specs as corresponding to header files in C. As in C, you
3638 don't need to compile specs; they are compiled when they are used. The
3639 Ada @code{with} is similar in effect to the @code{#include} of a C
3640 header.
3641
3642 One notable difference is that, in Ada, you may compile specs separately
3643 to check them for semantic and syntactic accuracy. This is not always
3644 possible with C headers because they are fragments of programs that have
3645 less specific syntactic or semantic rules.
3646
3647 The other major difference is the requirement for running the binder,
3648 which performs two important functions. First, it checks for
3649 consistency. In C or C++, the only defense against assembling
3650 inconsistent programs lies outside the compiler, in a makefile, for
3651 example. The binder satisfies the Ada requirement that it be impossible
3652 to construct an inconsistent program when the compiler is used in normal
3653 mode.
3654
3655 @cindex Elaboration order control
3656 The other important function of the binder is to deal with elaboration
3657 issues. There are also elaboration issues in C++ that are handled
3658 automatically. This automatic handling has the advantage of being
3659 simpler to use, but the C++ programmer has no control over elaboration.
3660 Where @code{gnatbind} might complain there was no valid order of
3661 elaboration, a C++ compiler would simply construct a program that
3662 malfunctioned at run time.
3663 @end ifclear
3664
3665 @node Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models
3666 @section Comparison between GNAT and Conventional Ada Library Models
3667
3668 @noindent
3669 This section is intended for Ada programmers who have
3670 used an Ada compiler implementing the traditional Ada library
3671 model, as described in the Ada Reference Manual.
3672
3673 @cindex GNAT library
3674 In GNAT, there is no ``library'' in the normal sense. Instead, the set of
3675 source files themselves acts as the library. Compiling Ada programs does
3676 not generate any centralized information, but rather an object file and
3677 a ALI file, which are of interest only to the binder and linker.
3678 In a traditional system, the compiler reads information not only from
3679 the source file being compiled, but also from the centralized library.
3680 This means that the effect of a compilation depends on what has been
3681 previously compiled. In particular:
3682
3683 @itemize @bullet
3684 @item
3685 When a unit is @code{with}'ed, the unit seen by the compiler corresponds
3686 to the version of the unit most recently compiled into the library.
3687
3688 @item
3689 Inlining is effective only if the necessary body has already been
3690 compiled into the library.
3691
3692 @item
3693 Compiling a unit may obsolete other units in the library.
3694 @end itemize
3695
3696 @noindent
3697 In GNAT, compiling one unit never affects the compilation of any other
3698 units because the compiler reads only source files. Only changes to source
3699 files can affect the results of a compilation. In particular:
3700
3701 @itemize @bullet
3702 @item
3703 When a unit is @code{with}'ed, the unit seen by the compiler corresponds
3704 to the source version of the unit that is currently accessible to the
3705 compiler.
3706
3707 @item
3708 @cindex Inlining
3709 Inlining requires the appropriate source files for the package or
3710 subprogram bodies to be available to the compiler. Inlining is always
3711 effective, independent of the order in which units are complied.
3712
3713 @item
3714 Compiling a unit never affects any other compilations. The editing of
3715 sources may cause previous compilations to be out of date if they
3716 depended on the source file being modified.
3717 @end itemize
3718
3719 @noindent
3720 The most important result of these differences is that order of compilation
3721 is never significant in GNAT. There is no situation in which one is
3722 required to do one compilation before another. What shows up as order of
3723 compilation requirements in the traditional Ada library becomes, in
3724 GNAT, simple source dependencies; in other words, there is only a set
3725 of rules saying what source files must be present when a file is
3726 compiled.
3727
3728 @ifset vms
3729 @node Placement of temporary files
3730 @section Placement of temporary files
3731 @cindex Temporary files (user control over placement)
3732
3733 @noindent
3734 GNAT creates temporary files in the directory designated by the environment
3735 variable @env{TMPDIR}.
3736 (See the HP @emph{C RTL Reference Manual} on the function @code{getenv()}
3737 for detailed information on how environment variables are resolved.
3738 For most users the easiest way to make use of this feature is to simply
3739 define @env{TMPDIR} as a job level logical name).
3740 For example, if you wish to use a Ramdisk (assuming DECRAM is installed)
3741 for compiler temporary files, then you can include something like the
3742 following command in your @file{LOGIN.COM} file:
3743
3744 @smallexample
3745 $ define/job TMPDIR "/disk$scratchram/000000/temp/"
3746 @end smallexample
3747
3748 @noindent
3749 If @env{TMPDIR} is not defined, then GNAT uses the directory designated by
3750 @env{TMP}; if @env{TMP} is not defined, then GNAT uses the directory
3751 designated by @env{TEMP}.
3752 If none of these environment variables are defined then GNAT uses the
3753 directory designated by the logical name @code{SYS$SCRATCH:}
3754 (by default the user's home directory). If all else fails
3755 GNAT uses the current directory for temporary files.
3756 @end ifset
3757
3758 @c *************************
3759 @node Compiling Using gcc
3760 @chapter Compiling Using @command{gcc}
3761
3762 @noindent
3763 This chapter discusses how to compile Ada programs using the @command{gcc}
3764 command. It also describes the set of switches
3765 that can be used to control the behavior of the compiler.
3766 @menu
3767 * Compiling Programs::
3768 * Switches for gcc::
3769 * Search Paths and the Run-Time Library (RTL)::
3770 * Order of Compilation Issues::
3771 * Examples::
3772 @end menu
3773
3774 @node Compiling Programs
3775 @section Compiling Programs
3776
3777 @noindent
3778 The first step in creating an executable program is to compile the units
3779 of the program using the @command{gcc} command. You must compile the
3780 following files:
3781
3782 @itemize @bullet
3783 @item
3784 the body file (@file{.adb}) for a library level subprogram or generic
3785 subprogram
3786
3787 @item
3788 the spec file (@file{.ads}) for a library level package or generic
3789 package that has no body
3790
3791 @item
3792 the body file (@file{.adb}) for a library level package
3793 or generic package that has a body
3794
3795 @end itemize
3796
3797 @noindent
3798 You need @emph{not} compile the following files
3799
3800 @itemize @bullet
3801
3802 @item
3803 the spec of a library unit which has a body
3804
3805 @item
3806 subunits
3807 @end itemize
3808
3809 @noindent
3810 because they are compiled as part of compiling related units. GNAT
3811 package specs
3812 when the corresponding body is compiled, and subunits when the parent is
3813 compiled.
3814
3815 @cindex cannot generate code
3816 If you attempt to compile any of these files, you will get one of the
3817 following error messages (where @var{fff} is the name of the file you
3818 compiled):
3819
3820 @smallexample
3821 cannot generate code for file @var{fff} (package spec)
3822 to check package spec, use -gnatc
3823
3824 cannot generate code for file @var{fff} (missing subunits)
3825 to check parent unit, use -gnatc
3826
3827 cannot generate code for file @var{fff} (subprogram spec)
3828 to check subprogram spec, use -gnatc
3829
3830 cannot generate code for file @var{fff} (subunit)
3831 to check subunit, use -gnatc
3832 @end smallexample
3833
3834 @noindent
3835 As indicated by the above error messages, if you want to submit
3836 one of these files to the compiler to check for correct semantics
3837 without generating code, then use the @option{-gnatc} switch.
3838
3839 The basic command for compiling a file containing an Ada unit is
3840
3841 @smallexample
3842 @c $ gcc -c @ovar{switches} @file{file name}
3843 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
3844 $ gcc -c @r{[}@var{switches}@r{]} @file{file name}
3845 @end smallexample
3846
3847 @noindent
3848 where @var{file name} is the name of the Ada file (usually
3849 having an extension
3850 @file{.ads} for a spec or @file{.adb} for a body).
3851 @ifclear vms
3852 You specify the
3853 @option{-c} switch to tell @command{gcc} to compile, but not link, the file.
3854 @end ifclear
3855 The result of a successful compilation is an object file, which has the
3856 same name as the source file but an extension of @file{.o} and an Ada
3857 Library Information (ALI) file, which also has the same name as the
3858 source file, but with @file{.ali} as the extension. GNAT creates these
3859 two output files in the current directory, but you may specify a source
3860 file in any directory using an absolute or relative path specification
3861 containing the directory information.
3862
3863 @findex gnat1
3864 @command{gcc} is actually a driver program that looks at the extensions of
3865 the file arguments and loads the appropriate compiler. For example, the
3866 GNU C compiler is @file{cc1}, and the Ada compiler is @file{gnat1}.
3867 These programs are in directories known to the driver program (in some
3868 configurations via environment variables you set), but need not be in
3869 your path. The @command{gcc} driver also calls the assembler and any other
3870 utilities needed to complete the generation of the required object
3871 files.
3872
3873 It is possible to supply several file names on the same @command{gcc}
3874 command. This causes @command{gcc} to call the appropriate compiler for
3875 each file. For example, the following command lists three separate
3876 files to be compiled:
3877
3878 @smallexample
3879 $ gcc -c x.adb y.adb z.c
3880 @end smallexample
3881
3882 @noindent
3883 calls @code{gnat1} (the Ada compiler) twice to compile @file{x.adb} and
3884 @file{y.adb}, and @code{cc1} (the C compiler) once to compile @file{z.c}.
3885 The compiler generates three object files @file{x.o}, @file{y.o} and
3886 @file{z.o} and the two ALI files @file{x.ali} and @file{y.ali} from the
3887 Ada compilations. Any switches apply to all the files ^listed,^listed.^
3888 @ifclear vms
3889 except for
3890 @option{-gnat@var{x}} switches, which apply only to Ada compilations.
3891 @end ifclear
3892
3893 @node Switches for gcc
3894 @section Switches for @command{gcc}
3895
3896 @noindent
3897 The @command{gcc} command accepts switches that control the
3898 compilation process. These switches are fully described in this section.
3899 First we briefly list all the switches, in alphabetical order, then we
3900 describe the switches in more detail in functionally grouped sections.
3901
3902 More switches exist for GCC than those documented here, especially
3903 for specific targets. However, their use is not recommended as
3904 they may change code generation in ways that are incompatible with
3905 the Ada run-time library, or can cause inconsistencies between
3906 compilation units.
3907
3908 @menu
3909 * Output and Error Message Control::
3910 * Warning Message Control::
3911 * Debugging and Assertion Control::
3912 * Validity Checking::
3913 * Style Checking::
3914 * Run-Time Checks::
3915 * Using gcc for Syntax Checking::
3916 * Using gcc for Semantic Checking::
3917 * Compiling Different Versions of Ada::
3918 * Character Set Control::
3919 * File Naming Control::
3920 * Subprogram Inlining Control::
3921 * Auxiliary Output Control::
3922 * Debugging Control::
3923 * Exception Handling Control::
3924 * Units to Sources Mapping Files::
3925 * Integrated Preprocessing::
3926 * Code Generation Control::
3927 @ifset vms
3928 * Return Codes::
3929 @end ifset
3930 @end menu
3931
3932 @table @option
3933 @c !sort!
3934 @ifclear vms
3935 @cindex @option{-b} (@command{gcc})
3936 @item -b @var{target}
3937 Compile your program to run on @var{target}, which is the name of a
3938 system configuration. You must have a GNAT cross-compiler built if
3939 @var{target} is not the same as your host system.
3940
3941 @item -B@var{dir}
3942 @cindex @option{-B} (@command{gcc})
3943 Load compiler executables (for example, @code{gnat1}, the Ada compiler)
3944 from @var{dir} instead of the default location. Only use this switch
3945 when multiple versions of the GNAT compiler are available.
3946 @xref{Directory Options,, Options for Directory Search, gcc, Using the
3947 GNU Compiler Collection (GCC)}, for further details. You would normally
3948 use the @option{-b} or @option{-V} switch instead.
3949
3950 @item -c
3951 @cindex @option{-c} (@command{gcc})
3952 Compile. Always use this switch when compiling Ada programs.
3953
3954 Note: for some other languages when using @command{gcc}, notably in
3955 the case of C and C++, it is possible to use
3956 use @command{gcc} without a @option{-c} switch to
3957 compile and link in one step. In the case of GNAT, you
3958 cannot use this approach, because the binder must be run
3959 and @command{gcc} cannot be used to run the GNAT binder.
3960 @end ifclear
3961
3962 @item -fno-inline
3963 @cindex @option{-fno-inline} (@command{gcc})
3964 Suppresses all inlining, even if other optimization or inlining
3965 switches are set.  This includes suppression of inlining that
3966 results from the use of the pragma @code{Inline_Always}.
3967 Any occurrences of pragma @code{Inline} or @code{Inline_Always}
3968 are ignored, and @option{-gnatn} and @option{-gnatN} have no
3969 effect if this switch is present.
3970
3971 @item -fno-inline-functions
3972 @cindex @option{-fno-inline-functions} (@command{gcc})
3973 Suppresses automatic inlining of subprograms, which is enabled
3974 if @option{-O3} is used.
3975
3976 @item -fno-inline-small-functions
3977 @cindex @option{-fno-inline-small-functions} (@command{gcc})
3978 Suppresses automatic inlining of small subprograms, which is enabled
3979 if @option{-O2} is used.
3980
3981 @item -fno-inline-functions-called-once
3982 @cindex @option{-fno-inline-functions-called-once} (@command{gcc})
3983 Suppresses inlining of subprograms local to the unit and called once
3984 from within it, which is enabled if @option{-O1} is used.
3985
3986 @item -fno-ivopts
3987 @cindex @option{-fno-ivopts} (@command{gcc})
3988 Suppresses high-level loop induction variable optimizations, which are
3989 enabled if @option{-O1} is used. These optimizations are generally
3990 profitable but, for some specific cases of loops with numerous uses
3991 of the iteration variable that follow a common pattern, they may end
3992 up destroying the regularity that could be exploited at a lower level
3993 and thus producing inferior code.
3994
3995 @item -fno-strict-aliasing
3996 @cindex @option{-fno-strict-aliasing} (@command{gcc})
3997 Causes the compiler to avoid assumptions regarding non-aliasing
3998 of objects of different types. See
3999 @ref{Optimization and Strict Aliasing} for details.
4000
4001 @item -fstack-check
4002 @cindex @option{-fstack-check} (@command{gcc})
4003 Activates stack checking.
4004 See @ref{Stack Overflow Checking} for details.
4005
4006 @item -fstack-usage
4007 @cindex @option{-fstack-usage} (@command{gcc})
4008 Makes the compiler output stack usage information for the program, on a
4009 per-subprogram basis. See @ref{Static Stack Usage Analysis} for details.
4010
4011 @item -fcallgraph-info@r{[}=su@r{]}
4012 @cindex @option{-fcallgraph-info} (@command{gcc})
4013 Makes the compiler output callgraph information for the program, on a
4014 per-file basis.  The information is generated in the VCG format.  It can
4015 be decorated with stack-usage per-node information.
4016
4017 @item ^-g^/DEBUG^
4018 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@command{gcc})
4019 Generate debugging information. This information is stored in the object
4020 file and copied from there to the final executable file by the linker,
4021 where it can be read by the debugger. You must use the
4022 @option{^-g^/DEBUG^} switch if you plan on using the debugger.
4023
4024 @item -gnat83
4025 @cindex @option{-gnat83} (@command{gcc})
4026 Enforce Ada 83 restrictions.
4027
4028 @item -gnat95
4029 @cindex @option{-gnat95} (@command{gcc})
4030 Enforce Ada 95 restrictions.
4031
4032 @item -gnat05
4033 @cindex @option{-gnat05} (@command{gcc})
4034 Allow full Ada 2005 features.
4035
4036 @item -gnat2005
4037 @cindex @option{-gnat2005} (@command{gcc})
4038 Allow full Ada 2005 features (same as @option{-gnat05})
4039
4040 @item -gnat12
4041 @cindex @option{-gnat12} (@command{gcc})
4042
4043 @item -gnat2012
4044 @cindex @option{-gnat2012} (@command{gcc})
4045 Allow full Ada 2012 features (same as @option{-gnat12})
4046
4047 @item -gnata
4048 @cindex @option{-gnata} (@command{gcc})
4049 Assertions enabled. @code{Pragma Assert} and @code{pragma Debug} to be
4050 activated. Note that these pragmas can also be controlled using the
4051 configuration pragmas @code{Assertion_Policy} and @code{Debug_Policy}.
4052 It also activates pragmas @code{Check}, @code{Precondition}, and
4053 @code{Postcondition}. Note that these pragmas can also be controlled
4054 using the configuration pragma @code{Check_Policy}.
4055
4056 @item -gnatA
4057 @cindex @option{-gnatA} (@command{gcc})
4058 Avoid processing @file{gnat.adc}. If a @file{gnat.adc} file is present,
4059 it will be ignored.
4060
4061 @item -gnatb
4062 @cindex @option{-gnatb} (@command{gcc})
4063 Generate brief messages to @file{stderr} even if verbose mode set.
4064
4065 @item -gnatB
4066 @cindex @option{-gnatB} (@command{gcc})
4067 Assume no invalid (bad) values except for 'Valid attribute use
4068 (@pxref{Validity Checking}).
4069
4070 @item -gnatc
4071 @cindex @option{-gnatc} (@command{gcc})
4072 Check syntax and semantics only (no code generation attempted).
4073
4074 @item -gnatC
4075 @cindex @option{-gnatC} (@command{gcc})
4076 Generate CodePeer information (no code generation attempted).
4077 This switch will generate an intermediate representation suitable for
4078 use by CodePeer (@file{.scil} files). This switch is not compatible with
4079 code generation (it will, among other things, disable some switches such
4080 as -gnatn, and enable others such as -gnata).
4081
4082 @item -gnatd
4083 @cindex @option{-gnatd} (@command{gcc})
4084 Specify debug options for the compiler. The string of characters after
4085 the @option{-gnatd} specify the specific debug options. The possible
4086 characters are 0-9, a-z, A-Z, optionally preceded by a dot. See
4087 compiler source file @file{debug.adb} for details of the implemented
4088 debug options. Certain debug options are relevant to applications
4089 programmers, and these are documented at appropriate points in this
4090 users guide.
4091
4092 @ifclear vms
4093 @item -gnatD
4094 @cindex @option{-gnatD[nn]} (@command{gcc})
4095 @end ifclear
4096 @ifset vms
4097 @item /XDEBUG /LXDEBUG=nnn
4098 @end ifset
4099 Create expanded source files for source level debugging. This switch
4100 also suppress generation of cross-reference information
4101 (see @option{-gnatx}).
4102
4103 @item -gnatec=@var{path}
4104 @cindex @option{-gnatec} (@command{gcc})
4105 Specify a configuration pragma file
4106 @ifclear vms
4107 (the equal sign is optional)
4108 @end ifclear
4109 (@pxref{The Configuration Pragmas Files}).
4110
4111 @item ^-gnateD^/DATA_PREPROCESSING=^symbol@r{[}=@var{value}@r{]}
4112 @cindex @option{-gnateD} (@command{gcc})
4113 Defines a symbol, associated with @var{value}, for preprocessing.
4114 (@pxref{Integrated Preprocessing}).
4115
4116 @item -gnateE
4117 @cindex @option{-gnateE} (@command{gcc})
4118 Generate extra information in exception messages. In particular, display
4119 extra column information and the value and range associated with index and
4120 range check failures, and extra column information for access checks.
4121 In cases where the compiler is able to determine at compile time that
4122 a check will fail, it gives a warning, and the extra information is not
4123 produced at run time.
4124
4125 @item -gnatef
4126 @cindex @option{-gnatef} (@command{gcc})
4127 Display full source path name in brief error messages.
4128
4129 @item -gnateG
4130 @cindex @option{-gnateG} (@command{gcc})
4131 Save result of preprocessing in a text file.
4132
4133 @item -gnatem=@var{path}
4134 @cindex @option{-gnatem} (@command{gcc})
4135 Specify a mapping file
4136 @ifclear vms
4137 (the equal sign is optional)
4138 @end ifclear
4139 (@pxref{Units to Sources Mapping Files}).
4140
4141 @item -gnatep=@var{file}
4142 @cindex @option{-gnatep} (@command{gcc})
4143 Specify a preprocessing data file
4144 @ifclear vms
4145 (the equal sign is optional)
4146 @end ifclear
4147 (@pxref{Integrated Preprocessing}).
4148
4149 @item -gnateP
4150 @cindex @option{-gnateP} (@command{gcc})
4151 Turn categorization dependency errors into warnings.
4152 Ada requires that units that WITH one another have compatible categories, for
4153 example a Pure unit cannot WITH a Preelaborate unit. If this switch is used,
4154 these errors become warnings (which can be ignored, or suppressed in the usual
4155 manner). This can be useful in some specialized circumstances such as the
4156 temporary use of special test software.
4157 @item -gnateS
4158 @cindex @option{-gnateS} (@command{gcc})
4159 Generate SCO (Source Coverage Obligation) information in the ALI
4160 file. This information is used by advanced coverage tools. See
4161 unit @file{SCOs} in the compiler sources for details in files
4162 @file{scos.ads} and @file{scos.adb}.
4163
4164 @item -gnatE
4165 @cindex @option{-gnatE} (@command{gcc})
4166 Full dynamic elaboration checks.
4167
4168 @item -gnatf
4169 @cindex @option{-gnatf} (@command{gcc})
4170 Full errors. Multiple errors per line, all undefined references, do not
4171 attempt to suppress cascaded errors.
4172
4173 @item -gnatF
4174 @cindex @option{-gnatF} (@command{gcc})
4175 Externals names are folded to all uppercase.
4176
4177 @item ^-gnatg^/GNAT_INTERNAL^
4178 @cindex @option{^-gnatg^/GNAT_INTERNAL^} (@command{gcc})
4179 Internal GNAT implementation mode. This should not be used for
4180 applications programs, it is intended only for use by the compiler
4181 and its run-time library. For documentation, see the GNAT sources.
4182 Note that @option{^-gnatg^/GNAT_INTERNAL^} implies
4183 @option{^-gnatwae^/WARNINGS=ALL,ERRORS^} and
4184 @option{^-gnatyg^/STYLE_CHECKS=GNAT^}
4185 so that all standard warnings and all standard style options are turned on.
4186 All warnings and style messages are treated as errors.
4187
4188 @ifclear vms
4189 @item -gnatG=nn
4190 @cindex @option{-gnatG[nn]} (@command{gcc})
4191 @end ifclear
4192 @ifset vms
4193 @item /EXPAND_SOURCE, /LEXPAND_SOURCE=nnn
4194 @end ifset
4195 List generated expanded code in source form.
4196
4197 @item ^-gnath^/HELP^
4198 @cindex @option{^-gnath^/HELP^} (@command{gcc})
4199 Output usage information. The output is written to @file{stdout}.
4200
4201 @item ^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET=^@var{c}
4202 @cindex @option{^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET^} (@command{gcc})
4203 Identifier character set
4204 @ifclear vms
4205 (@var{c}=1/2/3/4/8/9/p/f/n/w).
4206 @end ifclear
4207 For details of the possible selections for @var{c},
4208 see @ref{Character Set Control}.
4209
4210 @item ^-gnatI^/IGNORE_REP_CLAUSES^
4211 @cindex @option{^-gnatI^IGNORE_REP_CLAUSES^} (@command{gcc})
4212 Ignore representation clauses. When this switch is used,
4213 representation clauses are treated as comments. This is useful
4214 when initially porting code where you want to ignore rep clause
4215 problems, and also for compiling foreign code (particularly
4216 for use with ASIS). The representation clauses that are ignored
4217 are: enumeration_representation_clause, record_representation_clause,
4218 and attribute_definition_clause for the following attributes:
4219 Address, Alignment, Bit_Order, Component_Size, Machine_Radix,
4220 Object_Size, Size, Small, Stream_Size, and Value_Size.
4221 Note that this option should be used only for compiling -- the
4222 code is likely to malfunction at run time.
4223
4224 @item -gnatjnn
4225 @cindex @option{-gnatjnn} (@command{gcc})
4226 Reformat error messages to fit on nn character lines
4227
4228 @item -gnatk=@var{n}
4229 @cindex @option{-gnatk} (@command{gcc})
4230 Limit file names to @var{n} (1-999) characters ^(@code{k} = krunch)^^.
4231
4232 @item -gnatl
4233 @cindex @option{-gnatl} (@command{gcc})
4234 Output full source listing with embedded error messages.
4235
4236 @item -gnatL
4237 @cindex @option{-gnatL} (@command{gcc})
4238 Used in conjunction with -gnatG or -gnatD to intersperse original
4239 source lines (as comment lines with line numbers) in the expanded
4240 source output.
4241
4242 @item -gnatm=@var{n}
4243 @cindex @option{-gnatm} (@command{gcc})
4244 Limit number of detected error or warning messages to @var{n}
4245 where @var{n} is in the range 1..999999. The default setting if
4246 no switch is given is 9999. If the number of warnings reaches this
4247 limit, then a message is output and further warnings are suppressed,
4248 but the compilation is continued. If the number of error messages
4249 reaches this limit, then a message is output and the compilation
4250 is abandoned. The equal sign here is optional. A value of zero
4251 means that no limit applies.
4252
4253 @item -gnatn
4254 @cindex @option{-gnatn} (@command{gcc})
4255 Activate inlining for subprograms for which
4256 pragma @code{Inline} is specified. This inlining is performed
4257 by the GCC back-end.
4258
4259 @item -gnatN
4260 @cindex @option{-gnatN} (@command{gcc})
4261 Activate front end inlining for subprograms for which
4262 pragma @code{Inline} is specified. This inlining is performed
4263 by the front end and will be visible in the
4264 @option{-gnatG} output.
4265
4266 When using a gcc-based back end (in practice this means using any version
4267 of GNAT other than the JGNAT, .NET or GNAAMP versions), then the use of
4268 @option{-gnatN} is deprecated, and the use of @option{-gnatn} is preferred.
4269 Historically front end inlining was more extensive than the gcc back end
4270 inlining, but that is no longer the case.
4271
4272 @item -gnato
4273 @cindex @option{-gnato} (@command{gcc})
4274 Enable numeric overflow checking (which is not normally enabled by
4275 default). Note that division by zero is a separate check that is not
4276 controlled by this switch (division by zero checking is on by default).
4277
4278 @item -gnatp
4279 @cindex @option{-gnatp} (@command{gcc})
4280 Suppress all checks. See @ref{Run-Time Checks} for details. This switch
4281 has no effect if cancelled by a subsequent @option{-gnat-p} switch.
4282
4283 @item -gnat-p
4284 @cindex @option{-gnat-p} (@command{gcc})
4285 Cancel effect of previous @option{-gnatp} switch.
4286
4287 @item -gnatP
4288 @cindex @option{-gnatP} (@command{gcc})
4289 Enable polling. This is required on some systems (notably Windows NT) to
4290 obtain asynchronous abort and asynchronous transfer of control capability.
4291 @xref{Pragma Polling,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for full
4292 details.
4293
4294 @item -gnatq
4295 @cindex @option{-gnatq} (@command{gcc})
4296 Don't quit. Try semantics, even if parse errors.
4297
4298 @item -gnatQ
4299 @cindex @option{-gnatQ} (@command{gcc})
4300 Don't quit. Generate @file{ALI} and tree files even if illegalities.
4301
4302 @item -gnatr
4303 @cindex @option{-gnatr} (@command{gcc})
4304 Treat pragma Restrictions as Restriction_Warnings.
4305
4306 @item ^-gnatR@r{[}0@r{/}1@r{/}2@r{/}3@r{[}s@r{]]}^/REPRESENTATION_INFO^
4307 @cindex @option{-gnatR} (@command{gcc})
4308 Output representation information for declared types and objects.
4309
4310 @item -gnats
4311 @cindex @option{-gnats} (@command{gcc})
4312 Syntax check only.
4313
4314 @item -gnatS
4315 @cindex @option{-gnatS} (@command{gcc})
4316 Print package Standard.
4317
4318 @item -gnatt
4319 @cindex @option{-gnatt} (@command{gcc})
4320 Generate tree output file.
4321
4322 @item ^-gnatT^/TABLE_MULTIPLIER=^@var{nnn}
4323 @cindex @option{^-gnatT^/TABLE_MULTIPLIER^} (@command{gcc})
4324 All compiler tables start at @var{nnn} times usual starting size.
4325
4326 @item -gnatu
4327 @cindex @option{-gnatu} (@command{gcc})
4328 List units for this compilation.
4329
4330 @item -gnatU
4331 @cindex @option{-gnatU} (@command{gcc})
4332 Tag all error messages with the unique string ``error:''
4333
4334 @item -gnatv
4335 @cindex @option{-gnatv} (@command{gcc})
4336 Verbose mode. Full error output with source lines to @file{stdout}.
4337
4338 @item -gnatV
4339 @cindex @option{-gnatV} (@command{gcc})
4340 Control level of validity checking (@pxref{Validity Checking}).
4341
4342 @item ^-gnatw@var{xxx}^/WARNINGS=(@var{option}@r{[},@dots{}@r{]})^
4343 @cindex @option{^-gnatw^/WARNINGS^} (@command{gcc})
4344 Warning mode where
4345 ^@var{xxx} is a string of option letters that^the list of options^ denotes
4346 the exact warnings that
4347 are enabled or disabled (@pxref{Warning Message Control}).
4348
4349 @item ^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING=^@var{e}
4350 @cindex @option{^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} (@command{gcc})
4351 Wide character encoding method
4352 @ifclear vms
4353 (@var{e}=n/h/u/s/e/8).
4354 @end ifclear
4355 @ifset vms
4356 (@var{e}=@code{BRACKETS, NONE, HEX, UPPER, SHIFT_JIS, EUC, UTF8})
4357 @end ifset
4358
4359 @item -gnatx
4360 @cindex @option{-gnatx} (@command{gcc})
4361 Suppress generation of cross-reference information.
4362
4363 @item -gnatX
4364 @cindex @option{-gnatX} (@command{gcc})
4365 Enable GNAT implementation extensions and latest Ada version.
4366
4367 @item ^-gnaty^/STYLE_CHECKS=(option,option@dots{})^
4368 @cindex @option{^-gnaty^/STYLE_CHECKS^} (@command{gcc})
4369 Enable built-in style checks (@pxref{Style Checking}).
4370
4371 @item ^-gnatz^/DISTRIBUTION_STUBS=^@var{m}
4372 @cindex @option{^-gnatz^/DISTRIBUTION_STUBS^} (@command{gcc})
4373 Distribution stub generation and compilation
4374 @ifclear vms
4375 (@var{m}=r/c for receiver/caller stubs).
4376 @end ifclear
4377 @ifset vms
4378 (@var{m}=@code{RECEIVER} or @code{CALLER} to specify the type of stubs
4379 to be generated and compiled).
4380 @end ifset
4381
4382 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
4383 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@command{gcc})
4384 @cindex RTL
4385 Direct GNAT to search the @var{dir} directory for source files needed by
4386 the current compilation
4387 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
4388
4389 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
4390 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@command{gcc})
4391 @cindex RTL
4392 Except for the source file named in the command line, do not look for source
4393 files in the directory containing the source file named in the command line
4394 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
4395
4396 @ifclear vms
4397 @item -mbig-switch
4398 @cindex @option{-mbig-switch} (@command{gcc})
4399 @cindex @code{case} statement (effect of @option{-mbig-switch} option)
4400 This standard gcc switch causes the compiler to use larger offsets in its
4401 jump table representation for @code{case} statements.
4402 This may result in less efficient code, but is sometimes necessary
4403 (for example on HP-UX targets)
4404 @cindex HP-UX and @option{-mbig-switch} option
4405 in order to compile large and/or nested @code{case} statements.
4406
4407 @item -o @var{file}
4408 @cindex @option{-o} (@command{gcc})
4409 This switch is used in @command{gcc} to redirect the generated object file
4410 and its associated ALI file. Beware of this switch with GNAT, because it may
4411 cause the object file and ALI file to have different names which in turn
4412 may confuse the binder and the linker.
4413 @end ifclear
4414
4415 @item -nostdinc
4416 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gcc})
4417 Inhibit the search of the default location for the GNAT Run Time
4418 Library (RTL) source files.
4419
4420 @item -nostdlib
4421 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gcc})
4422 Inhibit the search of the default location for the GNAT Run Time
4423 Library (RTL) ALI files.
4424
4425 @ifclear vms
4426 @c @item -O@ovar{n}
4427 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
4428 @item -O@r{[}@var{n}@r{]}
4429 @cindex @option{-O} (@command{gcc})
4430 @var{n} controls the optimization level.
4431
4432 @table @asis
4433 @item n = 0
4434 No optimization, the default setting if no @option{-O} appears
4435
4436 @item n = 1
4437 Normal optimization, the default if you specify @option{-O} without
4438 an operand. A good compromise between code quality and compilation
4439 time.
4440
4441 @item n = 2
4442 Extensive optimization, may improve execution time, possibly at the cost of
4443 substantially increased compilation time.
4444
4445 @item n = 3
4446 Same as @option{-O2}, and also includes inline expansion for small subprograms
4447 in the same unit.
4448
4449 @item n = s
4450 Optimize space usage
4451 @end table
4452
4453 @noindent
4454 See also @ref{Optimization Levels}.
4455 @end ifclear
4456
4457 @ifset vms
4458 @item  /NOOPTIMIZE
4459 @cindex @option{/NOOPTIMIZE} (@code{GNAT COMPILE})
4460 Equivalent to @option{/OPTIMIZE=NONE}.
4461 This is the default behavior in the absence of an @option{/OPTIMIZE}
4462 qualifier.
4463
4464 @item /OPTIMIZE@r{[}=(keyword@r{[},@dots{}@r{]})@r{]}
4465 @cindex @option{/OPTIMIZE} (@code{GNAT COMPILE})
4466 Selects the level of optimization for your program. The supported
4467 keywords are as follows:
4468 @table @code
4469 @item   ALL
4470 Perform most optimizations, including those that
4471 are expensive.
4472 This is the default if the @option{/OPTIMIZE} qualifier is supplied
4473 without keyword options.
4474
4475 @item   NONE
4476 Do not do any optimizations. Same as @code{/NOOPTIMIZE}.
4477
4478 @item SOME
4479 Perform some optimizations, but omit ones that are costly.
4480
4481 @item   DEVELOPMENT
4482 Same as @code{SOME}.
4483
4484 @item INLINING
4485 Full optimization as in @option{/OPTIMIZE=ALL}, and also attempts
4486 automatic inlining of small subprograms within a unit
4487
4488 @item   UNROLL_LOOPS
4489 Try to unroll loops. This keyword may be specified together with
4490 any keyword above other than @code{NONE}. Loop unrolling
4491 usually, but not always, improves the performance of programs.
4492
4493 @item SPACE
4494 Optimize space usage
4495 @end table
4496
4497 @noindent
4498 See also @ref{Optimization Levels}.
4499 @end ifset
4500
4501 @ifclear vms
4502 @item -pass-exit-codes
4503 @cindex @option{-pass-exit-codes} (@command{gcc})
4504 Catch exit codes from the compiler and use the most meaningful as
4505 exit status.
4506 @end ifclear
4507
4508 @item --RTS=@var{rts-path}
4509 @cindex @option{--RTS} (@command{gcc})
4510 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
4511 equivalent @command{gnatmake} flag (@pxref{Switches for gnatmake}).
4512
4513 @item ^-S^/ASM^
4514 @cindex @option{^-S^/ASM^} (@command{gcc})
4515 ^Used in place of @option{-c} to^Used to^
4516 cause the assembler source file to be
4517 generated, using @file{^.s^.S^} as the extension,
4518 instead of the object file.
4519 This may be useful if you need to examine the generated assembly code.
4520
4521 @item ^-fverbose-asm^/VERBOSE_ASM^
4522 @cindex @option{^-fverbose-asm^/VERBOSE_ASM^} (@command{gcc})
4523 ^Used in conjunction with @option{-S}^Used in place of @option{/ASM}^
4524 to cause the generated assembly code file to be annotated with variable
4525 names, making it significantly easier to follow.
4526
4527 @item ^-v^/VERBOSE^
4528 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@command{gcc})
4529 Show commands generated by the @command{gcc} driver. Normally used only for
4530 debugging purposes or if you need to be sure what version of the
4531 compiler you are executing.
4532
4533 @ifclear vms
4534 @item -V @var{ver}
4535 @cindex @option{-V} (@command{gcc})
4536 Execute @var{ver} version of the compiler. This is the @command{gcc}
4537 version, not the GNAT version.
4538 @end ifclear
4539
4540 @item ^-w^/NO_BACK_END_WARNINGS^
4541 @cindex @option{-w} (@command{gcc})
4542 Turn off warnings generated by the back end of the compiler. Use of
4543 this switch also causes the default for front end warnings to be set
4544 to suppress (as though @option{-gnatws} had appeared at the start of
4545 the options).
4546
4547 @end table
4548
4549 @ifclear vms
4550 @c Combining qualifiers does not work on VMS
4551 You may combine a sequence of GNAT switches into a single switch. For
4552 example, the combined switch
4553
4554 @cindex Combining GNAT switches
4555 @smallexample
4556 -gnatofi3
4557 @end smallexample
4558
4559 @noindent
4560 is equivalent to specifying the following sequence of switches:
4561
4562 @smallexample
4563 -gnato -gnatf -gnati3
4564 @end smallexample
4565 @end ifclear
4566
4567 @noindent
4568 The following restrictions apply to the combination of switches
4569 in this manner:
4570
4571 @itemize @bullet
4572 @item
4573 The switch @option{-gnatc} if combined with other switches must come
4574 first in the string.
4575
4576 @item
4577 The switch @option{-gnats} if combined with other switches must come
4578 first in the string.
4579
4580 @item
4581 The switches
4582 ^^@option{/DISTRIBUTION_STUBS=},^
4583 @option{-gnatzc} and @option{-gnatzr} may not be combined with any other
4584 switches, and only one of them may appear in the command line.
4585
4586 @item
4587 The switch @option{-gnat-p} may not be combined with any other switch.
4588
4589 @ifclear vms
4590 @item
4591 Once a ``y'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnaty}
4592 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4593 as style modifiers (see description of @option{-gnaty}).
4594
4595 @item
4596 Once a ``d'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnatd}
4597 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4598 as debug flags (see description of @option{-gnatd}).
4599
4600 @item
4601 Once a ``w'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnatw}
4602 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4603 as warning mode modifiers (see description of @option{-gnatw}).
4604
4605 @item
4606 Once a ``V'' appears in the string (that is a use of the @option{-gnatV}
4607 switch), then all further characters in the switch are interpreted
4608 as validity checking options (@pxref{Validity Checking}).
4609
4610 @item
4611 Option ``em'', ``ec'', ``ep'', ``l='' and ``R'' must be the last options in
4612 a combined list of options.
4613 @end ifclear
4614 @end itemize
4615
4616 @node Output and Error Message Control
4617 @subsection Output and Error Message Control
4618 @findex stderr
4619
4620 @noindent
4621 The standard default format for error messages is called ``brief format''.
4622 Brief format messages are written to @file{stderr} (the standard error
4623 file) and have the following form:
4624
4625 @smallexample
4626 e.adb:3:04: Incorrect spelling of keyword "function"
4627 e.adb:4:20: ";" should be "is"
4628 @end smallexample
4629
4630 @noindent
4631 The first integer after the file name is the line number in the file,
4632 and the second integer is the column number within the line.
4633 @ifclear vms
4634 @code{GPS} can parse the error messages
4635 and point to the referenced character.
4636 @end ifclear
4637 The following switches provide control over the error message
4638 format:
4639
4640 @table @option
4641 @c !sort!
4642 @item -gnatv
4643 @cindex @option{-gnatv} (@command{gcc})
4644 @findex stdout
4645 @ifclear vms
4646 The v stands for verbose.
4647 @end ifclear
4648 The effect of this setting is to write long-format error
4649 messages to @file{stdout} (the standard output file.
4650 The same program compiled with the
4651 @option{-gnatv} switch would generate:
4652
4653 @smallexample
4654 @cartouche
4655 3. funcion X (Q : Integer)
4656    |
4657 >>> Incorrect spelling of keyword "function"
4658 4. return Integer;
4659                  |
4660 >>> ";" should be "is"
4661 @end cartouche
4662 @end smallexample
4663
4664 @noindent
4665 The vertical bar indicates the location of the error, and the @samp{>>>}
4666 prefix can be used to search for error messages. When this switch is
4667 used the only source lines output are those with errors.
4668
4669 @item -gnatl
4670 @cindex @option{-gnatl} (@command{gcc})
4671 @ifclear vms
4672 The @code{l} stands for list.
4673 @end ifclear
4674 This switch causes a full listing of
4675 the file to be generated. In the case where a body is
4676 compiled, the corresponding spec is also listed, along
4677 with any subunits. Typical output from compiling a package
4678 body @file{p.adb} might look like:
4679
4680 @smallexample @c ada
4681 @cartouche
4682  Compiling: p.adb
4683
4684      1. package body p is
4685      2.    procedure a;
4686      3.    procedure a is separate;
4687      4. begin
4688      5.    null
4689                |
4690         >>> missing ";"
4691
4692      6. end;
4693
4694 Compiling: p.ads
4695
4696      1. package p is
4697      2.    pragma Elaborate_Body
4698                                 |
4699         >>> missing ";"
4700
4701      3. end p;
4702
4703 Compiling: p-a.adb
4704
4705      1. separate p
4706                 |
4707         >>> missing "("
4708
4709      2. procedure a is
4710      3. begin
4711      4.    null
4712                |
4713         >>> missing ";"
4714
4715      5. end;
4716 @end cartouche
4717 @end smallexample
4718
4719 @noindent
4720 @findex stderr
4721 When you specify the @option{-gnatv} or @option{-gnatl} switches and
4722 standard output is redirected, a brief summary is written to
4723 @file{stderr} (standard error) giving the number of error messages and
4724 warning messages generated.
4725
4726 @item ^-gnatl^/OUTPUT_FILE^=file
4727 @cindex @option{^-gnatl^/OUTPUT_FILE^=fname} (@command{gcc})
4728 This has the same effect as @option{-gnatl} except that the output is
4729 written to a file instead of to standard output. If the given name
4730 @file{fname} does not start with a period, then it is the full name
4731 of the file to be written. If @file{fname} is an extension, it is
4732 appended to the name of the file being compiled. For example, if
4733 file @file{xyz.adb} is compiled with @option{^-gnatl^/OUTPUT_FILE^=.lst},
4734 then the output is written to file ^xyz.adb.lst^xyz.adb_lst^.
4735
4736 @item -gnatU
4737 @cindex @option{-gnatU} (@command{gcc})
4738 This switch forces all error messages to be preceded by the unique
4739 string ``error:''. This means that error messages take a few more
4740 characters in space, but allows easy searching for and identification
4741 of error messages.
4742
4743 @item -gnatb
4744 @cindex @option{-gnatb} (@command{gcc})
4745 @ifclear vms
4746 The @code{b} stands for brief.
4747 @end ifclear
4748 This switch causes GNAT to generate the
4749 brief format error messages to @file{stderr} (the standard error
4750 file) as well as the verbose
4751 format message or full listing (which as usual is written to
4752 @file{stdout} (the standard output file).
4753
4754 @item -gnatm=@var{n}
4755 @cindex @option{-gnatm} (@command{gcc})
4756 @ifclear vms
4757 The @code{m} stands for maximum.
4758 @end ifclear
4759 @var{n} is a decimal integer in the
4760 range of 1 to 999999 and limits the number of error or warning
4761 messages to be generated. For example, using
4762 @option{-gnatm2} might yield
4763
4764 @smallexample
4765 e.adb:3:04: Incorrect spelling of keyword "function"
4766 e.adb:5:35: missing ".."
4767 fatal error: maximum number of errors detected
4768 compilation abandoned
4769 @end smallexample
4770
4771 @noindent
4772 The default setting if
4773 no switch is given is 9999. If the number of warnings reaches this
4774 limit, then a message is output and further warnings are suppressed,
4775 but the compilation is continued. If the number of error messages
4776 reaches this limit, then a message is output and the compilation
4777 is abandoned. A value of zero means that no limit applies.
4778
4779 @noindent
4780 Note that the equal sign is optional, so the switches
4781 @option{-gnatm2} and @option{-gnatm=2} are equivalent.
4782
4783 @item -gnatf
4784 @cindex @option{-gnatf} (@command{gcc})
4785 @cindex Error messages, suppressing
4786 @ifclear vms
4787 The @code{f} stands for full.
4788 @end ifclear
4789 Normally, the compiler suppresses error messages that are likely to be
4790 redundant. This switch causes all error
4791 messages to be generated. In particular, in the case of
4792 references to undefined variables. If a given variable is referenced
4793 several times, the normal format of messages is
4794 @smallexample
4795 e.adb:7:07: "V" is undefined (more references follow)
4796 @end smallexample
4797
4798 @noindent
4799 where the parenthetical comment warns that there are additional
4800 references to the variable @code{V}. Compiling the same program with the
4801 @option{-gnatf} switch yields
4802
4803 @smallexample
4804 e.adb:7:07: "V" is undefined
4805 e.adb:8:07: "V" is undefined
4806 e.adb:8:12: "V" is undefined
4807 e.adb:8:16: "V" is undefined
4808 e.adb:9:07: "V" is undefined
4809 e.adb:9:12: "V" is undefined
4810 @end smallexample
4811
4812 @noindent
4813 The @option{-gnatf} switch also generates additional information for
4814 some error messages.  Some examples are:
4815
4816 @itemize @bullet
4817 @item
4818 Details on possibly non-portable unchecked conversion
4819 @item
4820 List possible interpretations for ambiguous calls
4821 @item
4822 Additional details on incorrect parameters
4823 @end itemize
4824
4825 @item -gnatjnn
4826 @cindex @option{-gnatjnn} (@command{gcc})
4827 In normal operation mode (or if @option{-gnatj0} is used, then error messages
4828 with continuation lines are treated as though the continuation lines were
4829 separate messages (and so a warning with two continuation lines counts as
4830 three warnings, and is listed as three separate messages).
4831
4832 If the @option{-gnatjnn} switch is used with a positive value for nn, then
4833 messages are output in a different manner. A message and all its continuation
4834 lines are treated as a unit, and count as only one warning or message in the
4835 statistics totals. Furthermore, the message is reformatted so that no line
4836 is longer than nn characters.
4837
4838 @item -gnatq
4839 @cindex @option{-gnatq} (@command{gcc})
4840 @ifclear vms
4841 The @code{q} stands for quit (really ``don't quit'').
4842 @end ifclear
4843 In normal operation mode, the compiler first parses the program and
4844 determines if there are any syntax errors. If there are, appropriate
4845 error messages are generated and compilation is immediately terminated.
4846 This switch tells
4847 GNAT to continue with semantic analysis even if syntax errors have been
4848 found. This may enable the detection of more errors in a single run. On
4849 the other hand, the semantic analyzer is more likely to encounter some
4850 internal fatal error when given a syntactically invalid tree.
4851
4852 @item -gnatQ
4853 @cindex @option{-gnatQ} (@command{gcc})
4854 In normal operation mode, the @file{ALI} file is not generated if any
4855 illegalities are detected in the program. The use of @option{-gnatQ} forces
4856 generation of the @file{ALI} file. This file is marked as being in
4857 error, so it cannot be used for binding purposes, but it does contain
4858 reasonably complete cross-reference information, and thus may be useful
4859 for use by tools (e.g., semantic browsing tools or integrated development
4860 environments) that are driven from the @file{ALI} file. This switch
4861 implies @option{-gnatq}, since the semantic phase must be run to get a
4862 meaningful ALI file.
4863
4864 In addition, if @option{-gnatt} is also specified, then the tree file is
4865 generated even if there are illegalities. It may be useful in this case
4866 to also specify @option{-gnatq} to ensure that full semantic processing
4867 occurs. The resulting tree file can be processed by ASIS, for the purpose
4868 of providing partial information about illegal units, but if the error
4869 causes the tree to be badly malformed, then ASIS may crash during the
4870 analysis.
4871
4872 When @option{-gnatQ} is used and the generated @file{ALI} file is marked as
4873 being in error, @command{gnatmake} will attempt to recompile the source when it
4874 finds such an @file{ALI} file, including with switch @option{-gnatc}.
4875
4876 Note that @option{-gnatQ} has no effect if @option{-gnats} is specified,
4877 since ALI files are never generated if @option{-gnats} is set.
4878
4879 @end table
4880
4881 @node Warning Message Control
4882 @subsection Warning Message Control
4883 @cindex Warning messages
4884 @noindent
4885 In addition to error messages, which correspond to illegalities as defined
4886 in the Ada Reference Manual, the compiler detects two kinds of warning
4887 situations.
4888
4889 First, the compiler considers some constructs suspicious and generates a
4890 warning message to alert you to a possible error. Second, if the
4891 compiler detects a situation that is sure to raise an exception at
4892 run time, it generates a warning message. The following shows an example
4893 of warning messages:
4894 @smallexample
4895 e.adb:4:24: warning: creation of object may raise Storage_Error
4896 e.adb:10:17: warning: static value out of range
4897 e.adb:10:17: warning: "Constraint_Error" will be raised at run time
4898 @end smallexample
4899
4900 @noindent
4901 GNAT considers a large number of situations as appropriate
4902 for the generation of warning messages. As always, warnings are not
4903 definite indications of errors. For example, if you do an out-of-range
4904 assignment with the deliberate intention of raising a
4905 @code{Constraint_Error} exception, then the warning that may be
4906 issued does not indicate an error. Some of the situations for which GNAT
4907 issues warnings (at least some of the time) are given in the following
4908 list. This list is not complete, and new warnings are often added to
4909 subsequent versions of GNAT. The list is intended to give a general idea
4910 of the kinds of warnings that are generated.
4911
4912 @itemize @bullet
4913 @item
4914 Possible infinitely recursive calls
4915
4916 @item
4917 Out-of-range values being assigned
4918
4919 @item
4920 Possible order of elaboration problems
4921
4922 @item
4923 Assertions (pragma Assert) that are sure to fail
4924
4925 @item
4926 Unreachable code
4927
4928 @item
4929 Address clauses with possibly unaligned values, or where an attempt is
4930 made to overlay a smaller variable with a larger one.
4931
4932 @item
4933 Fixed-point type declarations with a null range
4934
4935 @item
4936 Direct_IO or Sequential_IO instantiated with a type that has access values
4937
4938 @item
4939 Variables that are never assigned a value
4940
4941 @item
4942 Variables that are referenced before being initialized
4943
4944 @item
4945 Task entries with no corresponding @code{accept} statement
4946
4947 @item
4948 Duplicate accepts for the same task entry in a @code{select}
4949
4950 @item
4951 Objects that take too much storage
4952
4953 @item
4954 Unchecked conversion between types of differing sizes
4955
4956 @item
4957 Missing @code{return} statement along some execution path in a function
4958
4959 @item
4960 Incorrect (unrecognized) pragmas
4961
4962 @item
4963 Incorrect external names
4964
4965 @item
4966 Allocation from empty storage pool
4967
4968 @item
4969 Potentially blocking operation in protected type
4970
4971 @item
4972 Suspicious parenthesization of expressions
4973
4974 @item
4975 Mismatching bounds in an aggregate
4976
4977 @item
4978 Attempt to return local value by reference
4979
4980 @item
4981 Premature instantiation of a generic body
4982
4983 @item
4984 Attempt to pack aliased components
4985
4986 @item
4987 Out of bounds array subscripts
4988
4989 @item
4990 Wrong length on string assignment
4991
4992 @item
4993 Violations of style rules if style checking is enabled
4994
4995 @item
4996 Unused @code{with} clauses
4997
4998 @item
4999 @code{Bit_Order} usage that does not have any effect
5000
5001 @item
5002 @code{Standard.Duration} used to resolve universal fixed expression
5003
5004 @item
5005 Dereference of possibly null value
5006
5007 @item
5008 Declaration that is likely to cause storage error
5009
5010 @item
5011 Internal GNAT unit @code{with}'ed by application unit
5012
5013 @item
5014 Values known to be out of range at compile time
5015
5016 @item
5017 Unreferenced labels and variables
5018
5019 @item
5020 Address overlays that could clobber memory
5021
5022 @item
5023 Unexpected initialization when address clause present
5024
5025 @item
5026 Bad alignment for address clause
5027
5028 @item
5029 Useless type conversions
5030
5031 @item
5032 Redundant assignment statements and other redundant constructs
5033
5034 @item
5035 Useless exception handlers
5036
5037 @item
5038 Accidental hiding of name by child unit
5039
5040 @item
5041 Access before elaboration detected at compile time
5042
5043 @item
5044 A range in a @code{for} loop that is known to be null or might be null
5045
5046 @end itemize
5047
5048 @noindent
5049 The following section lists compiler switches that are available
5050 to control the handling of warning messages. It is also possible
5051 to exercise much finer control over what warnings are issued and
5052 suppressed using the GNAT pragma Warnings, @xref{Pragma Warnings,,,
5053 gnat_rm, GNAT Reference manual}.
5054
5055 @table @option
5056 @c !sort!
5057 @item -gnatwa
5058 @emph{Activate most optional warnings.}
5059 @cindex @option{-gnatwa} (@command{gcc})
5060 This switch activates most optional warning messages.  See the remaining list
5061 in this section for details on optional warning messages that can be
5062 individually controlled.  The warnings that are not turned on by this
5063 switch are
5064 @option{-gnatwd} (implicit dereferencing),
5065 @option{-gnatwh} (hiding),
5066 @option{-gnatw.h} (holes (gaps) in record layouts)
5067 @option{-gnatwl} (elaboration warnings),
5068 @option{-gnatw.o} (warn on values set by out parameters ignored)
5069 and @option{-gnatwt} (tracking of deleted conditional code).
5070 All other optional warnings are turned on.
5071
5072 @item -gnatwA
5073 @emph{Suppress all optional errors.}
5074 @cindex @option{-gnatwA} (@command{gcc})
5075 This switch suppresses all optional warning messages, see remaining list
5076 in this section for details on optional warning messages that can be
5077 individually controlled.
5078
5079 @item -gnatw.a
5080 @emph{Activate warnings on failing assertions.}
5081 @cindex @option{-gnatw.a} (@command{gcc})
5082 @cindex Assert failures
5083 This switch activates warnings for assertions where the compiler can tell at
5084 compile time that the assertion will fail. Note that this warning is given
5085 even if assertions are disabled. The default is that such warnings are
5086 generated.
5087
5088 @item -gnatw.A
5089 @emph{Suppress warnings on failing assertions.}
5090 @cindex @option{-gnatw.A} (@command{gcc})
5091 @cindex Assert failures
5092 This switch suppresses warnings for assertions where the compiler can tell at
5093 compile time that the assertion will fail.
5094
5095 @item -gnatwb
5096 @emph{Activate warnings on bad fixed values.}
5097 @cindex @option{-gnatwb} (@command{gcc})
5098 @cindex Bad fixed values
5099 @cindex Fixed-point Small value
5100 @cindex Small value
5101 This switch activates warnings for static fixed-point expressions whose
5102 value is not an exact multiple of Small. Such values are implementation
5103 dependent, since an implementation is free to choose either of the multiples
5104 that surround the value. GNAT always chooses the closer one, but this is not
5105 required behavior, and it is better to specify a value that is an exact
5106 multiple, ensuring predictable execution. The default is that such warnings
5107 are not generated.
5108
5109 @item -gnatwB
5110 @emph{Suppress warnings on bad fixed values.}
5111 @cindex @option{-gnatwB} (@command{gcc})
5112 This switch suppresses warnings for static fixed-point expressions whose
5113 value is not an exact multiple of Small.
5114
5115 @item -gnatw.b
5116 @emph{Activate warnings on biased representation.}
5117 @cindex @option{-gnatw.b} (@command{gcc})
5118 @cindex Biased representation
5119 This switch activates warnings when a size clause, value size clause, component
5120 clause, or component size clause forces the use of biased representation for an
5121 integer type (e.g. representing a range of 10..11 in a single bit by using 0/1
5122 to represent 10/11). The default is that such warnings are generated.
5123
5124 @item -gnatw.B
5125 @emph{Suppress warnings on biased representation.}
5126 @cindex @option{-gnatwB} (@command{gcc})
5127 This switch suppresses warnings for representation clauses that force the use
5128 of biased representation.
5129
5130 @item -gnatwc
5131 @emph{Activate warnings on conditionals.}
5132 @cindex @option{-gnatwc} (@command{gcc})
5133 @cindex Conditionals, constant
5134 This switch activates warnings for conditional expressions used in
5135 tests that are known to be True or False at compile time. The default
5136 is that such warnings are not generated.
5137 Note that this warning does
5138 not get issued for the use of boolean variables or constants whose
5139 values are known at compile time, since this is a standard technique
5140 for conditional compilation in Ada, and this would generate too many
5141 false positive warnings.
5142
5143 This warning option also activates a special test for comparisons using
5144 the operators ``>='' and`` <=''.
5145 If the compiler can tell that only the equality condition is possible,
5146 then it will warn that the ``>'' or ``<'' part of the test
5147 is useless and that the operator could be replaced by ``=''.
5148 An example would be comparing a @code{Natural} variable <= 0.
5149
5150 This warning option also generates warnings if
5151 one or both tests is optimized away in a membership test for integer
5152 values if the result can be determined at compile time. Range tests on
5153 enumeration types are not included, since it is common for such tests
5154 to include an end point.
5155
5156 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5157
5158 @item -gnatwC
5159 @emph{Suppress warnings on conditionals.}
5160 @cindex @option{-gnatwC} (@command{gcc})
5161 This switch suppresses warnings for conditional expressions used in
5162 tests that are known to be True or False at compile time.
5163
5164 @item -gnatw.c
5165 @emph{Activate warnings on missing component clauses.}
5166 @cindex @option{-gnatw.c} (@command{gcc})
5167 @cindex Component clause, missing
5168 This switch activates warnings for record components where a record
5169 representation clause is present and has component clauses for the
5170 majority, but not all, of the components. A warning is given for each
5171 component for which no component clause is present.
5172
5173 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5174
5175 @item -gnatw.C
5176 @emph{Suppress warnings on missing component clauses.}
5177 @cindex @option{-gnatwC} (@command{gcc})
5178 This switch suppresses warnings for record components that are
5179 missing a component clause in the situation described above.
5180
5181 @item -gnatwd
5182 @emph{Activate warnings on implicit dereferencing.}
5183 @cindex @option{-gnatwd} (@command{gcc})
5184 If this switch is set, then the use of a prefix of an access type
5185 in an indexed component, slice, or selected component without an
5186 explicit @code{.all} will generate a warning. With this warning
5187 enabled, access checks occur only at points where an explicit
5188 @code{.all} appears in the source code (assuming no warnings are
5189 generated as a result of this switch). The default is that such
5190 warnings are not generated.
5191 Note that @option{-gnatwa} does not affect the setting of
5192 this warning option.
5193
5194 @item -gnatwD
5195 @emph{Suppress warnings on implicit dereferencing.}
5196 @cindex @option{-gnatwD} (@command{gcc})
5197 @cindex Implicit dereferencing
5198 @cindex Dereferencing, implicit
5199 This switch suppresses warnings for implicit dereferences in
5200 indexed components, slices, and selected components.
5201
5202 @item -gnatwe
5203 @emph{Treat warnings and style checks as errors.}
5204 @cindex @option{-gnatwe} (@command{gcc})
5205 @cindex Warnings, treat as error
5206 This switch causes warning messages and style check messages to be
5207 treated as errors.
5208 The warning string still appears, but the warning messages are counted
5209 as errors, and prevent the generation of an object file. Note that this
5210 is the only -gnatw switch that affects the handling of style check messages.
5211
5212 @item -gnatw.e
5213 @emph{Activate every optional warning}
5214 @cindex @option{-gnatw.e} (@command{gcc})
5215 @cindex Warnings, activate every optional warning
5216 This switch activates all optional warnings, including those which
5217 are not activated by @code{-gnatwa}.
5218
5219 @item -gnatwf
5220 @emph{Activate warnings on unreferenced formals.}
5221 @cindex @option{-gnatwf} (@command{gcc})
5222 @cindex Formals, unreferenced
5223 This switch causes a warning to be generated if a formal parameter
5224 is not referenced in the body of the subprogram. This warning can
5225 also be turned on using @option{-gnatwa} or @option{-gnatwu}. The
5226 default is that these warnings are not generated.
5227
5228 @item -gnatwF
5229 @emph{Suppress warnings on unreferenced formals.}
5230 @cindex @option{-gnatwF} (@command{gcc})
5231 This switch suppresses warnings for unreferenced formal
5232 parameters. Note that the
5233 combination @option{-gnatwu} followed by @option{-gnatwF} has the
5234 effect of warning on unreferenced entities other than subprogram
5235 formals.
5236
5237 @item -gnatwg
5238 @emph{Activate warnings on unrecognized pragmas.}
5239 @cindex @option{-gnatwg} (@command{gcc})
5240 @cindex Pragmas, unrecognized
5241 This switch causes a warning to be generated if an unrecognized
5242 pragma is encountered. Apart from issuing this warning, the
5243 pragma is ignored and has no effect. This warning can
5244 also be turned on using @option{-gnatwa}. The default
5245 is that such warnings are issued (satisfying the Ada Reference
5246 Manual requirement that such warnings appear).
5247
5248 @item -gnatwG
5249 @emph{Suppress warnings on unrecognized pragmas.}
5250 @cindex @option{-gnatwG} (@command{gcc})
5251 This switch suppresses warnings for unrecognized pragmas.
5252
5253 @item -gnatwh
5254 @emph{Activate warnings on hiding.}
5255 @cindex @option{-gnatwh} (@command{gcc})
5256 @cindex Hiding of Declarations
5257 This switch activates warnings on hiding declarations.
5258 A declaration is considered hiding
5259 if it is for a non-overloadable entity, and it declares an entity with the
5260 same name as some other entity that is directly or use-visible. The default
5261 is that such warnings are not generated.
5262 Note that @option{-gnatwa} does not affect the setting of this warning option.
5263
5264 @item -gnatwH
5265 @emph{Suppress warnings on hiding.}
5266 @cindex @option{-gnatwH} (@command{gcc})
5267 This switch suppresses warnings on hiding declarations.
5268
5269 @item -gnatw.h
5270 @emph{Activate warnings on holes/gaps in records.}
5271 @cindex @option{-gnatw.h} (@command{gcc})
5272 @cindex Record Representation (gaps)
5273 This switch activates warnings on component clauses in record
5274 representation clauses that leave holes (gaps) in the record layout.
5275 If this warning option is active, then record representation clauses
5276 should specify a contiguous layout, adding unused fill fields if needed.
5277 Note that @option{-gnatwa} does not affect the setting of this warning option.
5278
5279 @item -gnatw.H
5280 @emph{Suppress warnings on holes/gaps in records.}
5281 @cindex @option{-gnatw.H} (@command{gcc})
5282 This switch suppresses warnings on component clauses in record
5283 representation clauses that leave holes (haps) in the record layout.
5284
5285 @item -gnatwi
5286 @emph{Activate warnings on implementation units.}
5287 @cindex @option{-gnatwi} (@command{gcc})
5288 This switch activates warnings for a @code{with} of an internal GNAT
5289 implementation unit, defined as any unit from the @code{Ada},
5290 @code{Interfaces}, @code{GNAT},
5291 ^^@code{DEC},^ or @code{System}
5292 hierarchies that is not
5293 documented in either the Ada Reference Manual or the GNAT
5294 Programmer's Reference Manual. Such units are intended only
5295 for internal implementation purposes and should not be @code{with}'ed
5296 by user programs. The default is that such warnings are generated
5297 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5298
5299 @item -gnatwI
5300 @emph{Disable warnings on implementation units.}
5301 @cindex @option{-gnatwI} (@command{gcc})
5302 This switch disables warnings for a @code{with} of an internal GNAT
5303 implementation unit.
5304
5305 @item -gnatw.i
5306 @emph{Activate warnings on overlapping actuals.}
5307 @cindex @option{-gnatw.i} (@command{gcc})
5308 This switch enables a warning on statically detectable overlapping actuals in
5309 a subprogram call, when one of the actuals is an in-out parameter, and the
5310 types of the actuals are not by-copy types. The warning is off by default,
5311 and is not included under -gnatwa.
5312
5313 @item -gnatw.I
5314 @emph{Disable warnings on overlapping actuals.}
5315 @cindex @option{-gnatw.I} (@command{gcc})
5316 This switch disables warnings on overlapping actuals in a call..
5317
5318 @item -gnatwj
5319 @emph{Activate warnings on obsolescent features (Annex J).}
5320 @cindex @option{-gnatwj} (@command{gcc})
5321 @cindex Features, obsolescent
5322 @cindex Obsolescent features
5323 If this warning option is activated, then warnings are generated for
5324 calls to subprograms marked with @code{pragma Obsolescent} and
5325 for use of features in Annex J of the Ada Reference Manual. In the
5326 case of Annex J, not all features are flagged. In particular use
5327 of the renamed packages (like @code{Text_IO}) and use of package
5328 @code{ASCII} are not flagged, since these are very common and
5329 would generate many annoying positive warnings. The default is that
5330 such warnings are not generated. This warning is also turned on by
5331 the use of @option{-gnatwa}.
5332
5333 In addition to the above cases, warnings are also generated for
5334 GNAT features that have been provided in past versions but which
5335 have been superseded (typically by features in the new Ada standard).
5336 For example, @code{pragma Ravenscar} will be flagged since its
5337 function is replaced by @code{pragma Profile(Ravenscar)}.
5338
5339 Note that this warning option functions differently from the
5340 restriction @code{No_Obsolescent_Features} in two respects.
5341 First, the restriction applies only to annex J features.
5342 Second, the restriction does flag uses of package @code{ASCII}.
5343
5344 @item -gnatwJ
5345 @emph{Suppress warnings on obsolescent features (Annex J).}
5346 @cindex @option{-gnatwJ} (@command{gcc})
5347 This switch disables warnings on use of obsolescent features.
5348
5349 @item -gnatwk
5350 @emph{Activate warnings on variables that could be constants.}
5351 @cindex @option{-gnatwk} (@command{gcc})
5352 This switch activates warnings for variables that are initialized but
5353 never modified, and then could be declared constants. The default is that
5354 such warnings are not given.
5355 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5356
5357 @item -gnatwK
5358 @emph{Suppress warnings on variables that could be constants.}
5359 @cindex @option{-gnatwK} (@command{gcc})
5360 This switch disables warnings on variables that could be declared constants.
5361
5362 @item -gnatwl
5363 @emph{Activate warnings for elaboration pragmas.}
5364 @cindex @option{-gnatwl} (@command{gcc})
5365 @cindex Elaboration, warnings
5366 This switch activates warnings on missing
5367 @code{Elaborate_All} and @code{Elaborate} pragmas.
5368 See the section in this guide on elaboration checking for details on
5369 when such pragmas should be used. In dynamic elaboration mode, this switch
5370 generations warnings about the need to add elaboration pragmas. Note however,
5371 that if you blindly follow these warnings, and add @code{Elaborate_All}
5372 warnings wherever they are recommended, you basically end up with the
5373 equivalent of the static elaboration model, which may not be what you want for
5374 legacy code for which the static model does not work.
5375
5376 For the static model, the messages generated are labeled "info:" (for
5377 information messages). They are not warnings to add elaboration pragmas,
5378 merely informational messages showing what implicit elaboration pragmas
5379 have been added, for use in analyzing elaboration circularity problems.
5380
5381 Warnings are also generated if you
5382 are using the static mode of elaboration, and a @code{pragma Elaborate}
5383 is encountered. The default is that such warnings
5384 are not generated.
5385 This warning is not automatically turned on by the use of @option{-gnatwa}.
5386
5387 @item -gnatwL
5388 @emph{Suppress warnings for elaboration pragmas.}
5389 @cindex @option{-gnatwL} (@command{gcc})
5390 This switch suppresses warnings on missing Elaborate and Elaborate_All pragmas.
5391 See the section in this guide on elaboration checking for details on
5392 when such pragmas should be used.
5393
5394 @item -gnatwm
5395 @emph{Activate warnings on modified but unreferenced variables.}
5396 @cindex @option{-gnatwm} (@command{gcc})
5397 This switch activates warnings for variables that are assigned (using
5398 an initialization value or with one or more assignment statements) but
5399 whose value is never read. The warning is suppressed for volatile
5400 variables and also for variables that are renamings of other variables
5401 or for which an address clause is given.
5402 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5403 The default is that these warnings are not given.
5404
5405 @item -gnatwM
5406 @emph{Disable warnings on modified but unreferenced variables.}
5407 @cindex @option{-gnatwM} (@command{gcc})
5408 This switch disables warnings for variables that are assigned or
5409 initialized, but never read.
5410
5411 @item -gnatw.m
5412 @emph{Activate warnings on suspicious modulus values.}
5413 @cindex @option{-gnatw.m} (@command{gcc})
5414 This switch activates warnings for modulus values that seem suspicious.
5415 The cases caught are where the size is the same as the modulus (e.g.
5416 a modulus of 7 with a size of 7 bits), and modulus values of 32 or 64
5417 with no size clause. The guess in both cases is that 2**x was intended
5418 rather than x. The default is that these warnings are given.
5419
5420 @item -gnatw.M
5421 @emph{Disable warnings on suspicious modulus values.}
5422 @cindex @option{-gnatw.M} (@command{gcc})
5423 This switch disables warnings for suspicious modulus values.
5424
5425 @item -gnatwn
5426 @emph{Set normal warnings mode.}
5427 @cindex @option{-gnatwn} (@command{gcc})
5428 This switch sets normal warning mode, in which enabled warnings are
5429 issued and treated as warnings rather than errors. This is the default
5430 mode. the switch @option{-gnatwn} can be used to cancel the effect of
5431 an explicit @option{-gnatws} or
5432 @option{-gnatwe}. It also cancels the effect of the
5433 implicit @option{-gnatwe} that is activated by the
5434 use of @option{-gnatg}.
5435
5436 @item -gnatwo
5437 @emph{Activate warnings on address clause overlays.}
5438 @cindex @option{-gnatwo} (@command{gcc})
5439 @cindex Address Clauses, warnings
5440 This switch activates warnings for possibly unintended initialization
5441 effects of defining address clauses that cause one variable to overlap
5442 another. The default is that such warnings are generated.
5443 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5444
5445 @item -gnatwO
5446 @emph{Suppress warnings on address clause overlays.}
5447 @cindex @option{-gnatwO} (@command{gcc})
5448 This switch suppresses warnings on possibly unintended initialization
5449 effects of defining address clauses that cause one variable to overlap
5450 another.
5451
5452 @item -gnatw.o
5453 @emph{Activate warnings on modified but unreferenced out parameters.}
5454 @cindex @option{-gnatw.o} (@command{gcc})
5455 This switch activates warnings for variables that are modified by using
5456 them as actuals for a call to a procedure with an out mode formal, where
5457 the resulting assigned value is never read. It is applicable in the case
5458 where there is more than one out mode formal. If there is only one out
5459 mode formal, the warning is issued by default (controlled by -gnatwu).
5460 The warning is suppressed for volatile
5461 variables and also for variables that are renamings of other variables
5462 or for which an address clause is given.
5463 The default is that these warnings are not given. Note that this warning
5464 is not included in -gnatwa, it must be activated explicitly.
5465
5466 @item -gnatw.O
5467 @emph{Disable warnings on modified but unreferenced out parameters.}
5468 @cindex @option{-gnatw.O} (@command{gcc})
5469 This switch suppresses warnings for variables that are modified by using
5470 them as actuals for a call to a procedure with an out mode formal, where
5471 the resulting assigned value is never read.
5472
5473 @item -gnatwp
5474 @emph{Activate warnings on ineffective pragma Inlines.}
5475 @cindex @option{-gnatwp} (@command{gcc})
5476 @cindex Inlining, warnings
5477 This switch activates warnings for failure of front end inlining
5478 (activated by @option{-gnatN}) to inline a particular call. There are
5479 many reasons for not being able to inline a call, including most
5480 commonly that the call is too complex to inline. The default is
5481 that such warnings are not given.
5482 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5483 Warnings on ineffective inlining by the gcc back-end can be activated
5484 separately, using the gcc switch -Winline.
5485
5486 @item -gnatwP
5487 @emph{Suppress warnings on ineffective pragma Inlines.}
5488 @cindex @option{-gnatwP} (@command{gcc})
5489 This switch suppresses warnings on ineffective pragma Inlines. If the
5490 inlining mechanism cannot inline a call, it will simply ignore the
5491 request silently.
5492
5493 @item -gnatw.p
5494 @emph{Activate warnings on parameter ordering.}
5495 @cindex @option{-gnatw.p} (@command{gcc})
5496 @cindex Parameter order, warnings
5497 This switch activates warnings for cases of suspicious parameter
5498 ordering when the list of arguments are all simple identifiers that
5499 match the names of the formals, but are in a different order. The
5500 warning is suppressed if any use of named parameter notation is used,
5501 so this is the appropriate way to suppress a false positive (and
5502 serves to emphasize that the "misordering" is deliberate). The
5503 default is
5504 that such warnings are not given.
5505 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5506
5507 @item -gnatw.P
5508 @emph{Suppress warnings on parameter ordering.}
5509 @cindex @option{-gnatw.P} (@command{gcc})
5510 This switch suppresses warnings on cases of suspicious parameter
5511 ordering.
5512
5513 @item -gnatwq
5514 @emph{Activate warnings on questionable missing parentheses.}
5515 @cindex @option{-gnatwq} (@command{gcc})
5516 @cindex Parentheses, warnings
5517 This switch activates warnings for cases where parentheses are not used and
5518 the result is potential ambiguity from a readers point of view. For example
5519 (not a > b) when a and b are modular means ((not a) > b) and very likely the
5520 programmer intended (not (a > b)). Similarly (-x mod 5) means (-(x mod 5)) and
5521 quite likely ((-x) mod 5) was intended. In such situations it seems best to
5522 follow the rule of always parenthesizing to make the association clear, and
5523 this warning switch warns if such parentheses are not present. The default
5524 is that these warnings are given.
5525 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5526
5527 @item -gnatwQ
5528 @emph{Suppress warnings on questionable missing parentheses.}
5529 @cindex @option{-gnatwQ} (@command{gcc})
5530 This switch suppresses warnings for cases where the association is not
5531 clear and the use of parentheses is preferred.
5532
5533 @item -gnatwr
5534 @emph{Activate warnings on redundant constructs.}
5535 @cindex @option{-gnatwr} (@command{gcc})
5536 This switch activates warnings for redundant constructs. The following
5537 is the current list of constructs regarded as redundant:
5538
5539 @itemize @bullet
5540 @item
5541 Assignment of an item to itself.
5542 @item
5543 Type conversion that converts an expression to its own type.
5544 @item
5545 Use of the attribute @code{Base} where @code{typ'Base} is the same
5546 as @code{typ}.
5547 @item
5548 Use of pragma @code{Pack} when all components are placed by a record
5549 representation clause.
5550 @item
5551 Exception handler containing only a reraise statement (raise with no
5552 operand) which has no effect.
5553 @item
5554 Use of the operator abs on an operand that is known at compile time
5555 to be non-negative
5556 @item
5557 Comparison of boolean expressions to an explicit True value.
5558 @end itemize
5559
5560 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5561 The default is that warnings for redundant constructs are not given.
5562
5563 @item -gnatwR
5564 @emph{Suppress warnings on redundant constructs.}
5565 @cindex @option{-gnatwR} (@command{gcc})
5566 This switch suppresses warnings for redundant constructs.
5567
5568 @item -gnatw.r
5569 @emph{Activate warnings for object renaming function.}
5570 @cindex @option{-gnatw.r} (@command{gcc})
5571 This switch activates warnings for an object renaming that renames a
5572 function call, which is equivalent to a constant declaration (as
5573 opposed to renaming the function itself).  The default is that these
5574 warnings are given.  This warning can also be turned on using
5575 @option{-gnatwa}.
5576
5577 @item -gnatw.R
5578 @emph{Suppress warnings for object renaming function.}
5579 @cindex @option{-gnatwT} (@command{gcc})
5580 This switch suppresses warnings for object renaming function.
5581
5582 @item -gnatws
5583 @emph{Suppress all warnings.}
5584 @cindex @option{-gnatws} (@command{gcc})
5585 This switch completely suppresses the
5586 output of all warning messages from the GNAT front end.
5587 Note that it does not suppress warnings from the @command{gcc} back end.
5588 To suppress these back end warnings as well, use the switch @option{-w}
5589 in addition to @option{-gnatws}. Also this switch has no effect on the
5590 handling of style check messages.
5591
5592 @item -gnatw.s
5593 @emph{Activate warnings on overridden size clauses.}
5594 @cindex @option{-gnatw.s} (@command{gcc})
5595 @cindex Record Representation (component sizes)
5596 This switch activates warnings on component clauses in record
5597 representation clauses where the length given overrides that
5598 specified by an explicit size clause for the component type. A
5599 warning is similarly given in the array case if a specified
5600 component size overrides an explicit size clause for the array
5601 component type.
5602 Note that @option{-gnatwa} does not affect the setting of this warning option.
5603
5604 @item -gnatw.S
5605 @emph{Suppress warnings on overridden size clauses.}
5606 @cindex @option{-gnatw.S} (@command{gcc})
5607 This switch suppresses warnings on component clauses in record
5608 representation clauses that override size clauses, and similar
5609 warnings when an array component size overrides a size clause.
5610
5611 @item -gnatwt
5612 @emph{Activate warnings for tracking of deleted conditional code.}
5613 @cindex @option{-gnatwt} (@command{gcc})
5614 @cindex Deactivated code, warnings
5615 @cindex Deleted code, warnings
5616 This switch activates warnings for tracking of code in conditionals (IF and
5617 CASE statements) that is detected to be dead code which cannot be executed, and
5618 which is removed by the front end. This warning is off by default, and is not
5619 turned on by @option{-gnatwa}, it has to be turned on explicitly. This may be
5620 useful for detecting deactivated code in certified applications.
5621
5622 @item -gnatwT
5623 @emph{Suppress warnings for tracking of deleted conditional code.}
5624 @cindex @option{-gnatwT} (@command{gcc})
5625 This switch suppresses warnings for tracking of deleted conditional code.
5626
5627 @item -gnatwu
5628 @emph{Activate warnings on unused entities.}
5629 @cindex @option{-gnatwu} (@command{gcc})
5630 This switch activates warnings to be generated for entities that
5631 are declared but not referenced, and for units that are @code{with}'ed
5632 and not
5633 referenced. In the case of packages, a warning is also generated if
5634 no entities in the package are referenced. This means that if the package
5635 is referenced but the only references are in @code{use}
5636 clauses or @code{renames}
5637 declarations, a warning is still generated. A warning is also generated
5638 for a generic package that is @code{with}'ed but never instantiated.
5639 In the case where a package or subprogram body is compiled, and there
5640 is a @code{with} on the corresponding spec
5641 that is only referenced in the body,
5642 a warning is also generated, noting that the
5643 @code{with} can be moved to the body. The default is that
5644 such warnings are not generated.
5645 This switch also activates warnings on unreferenced formals
5646 (it includes the effect of @option{-gnatwf}).
5647 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5648
5649 @item -gnatwU
5650 @emph{Suppress warnings on unused entities.}
5651 @cindex @option{-gnatwU} (@command{gcc})
5652 This switch suppresses warnings for unused entities and packages.
5653 It also turns off warnings on unreferenced formals (and thus includes
5654 the effect of @option{-gnatwF}).
5655
5656 @item -gnatw.u
5657 @emph{Activate warnings on unordered enumeration types.}
5658 @cindex @option{-gnatw.u} (@command{gcc})
5659 This switch causes enumeration types to be considered as conceptually
5660 unordered, unless an explicit pragma @code{Ordered} is given for the type.
5661 The effect is to generate warnings in clients that use explicit comparisons
5662 or subranges, since these constructs both treat objects of the type as
5663 ordered. (A @emph{client} is defined as a unit that is other than the unit in
5664 which the type is declared, or its body or subunits.) Please refer to
5665 the description of pragma @code{Ordered} in the
5666 @cite{@value{EDITION} Reference Manual} for further details.
5667
5668 @item -gnatw.U
5669 @emph{Deactivate warnings on unordered enumeration types.}
5670 @cindex @option{-gnatw.U} (@command{gcc})
5671 This switch causes all enumeration types to be considered as ordered, so
5672 that no warnings are given for comparisons or subranges for any type.
5673
5674 @item -gnatwv
5675 @emph{Activate warnings on unassigned variables.}
5676 @cindex @option{-gnatwv} (@command{gcc})
5677 @cindex Unassigned variable warnings
5678 This switch activates warnings for access to variables which
5679 may not be properly initialized. The default is that
5680 such warnings are generated.
5681 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5682
5683 @item -gnatwV
5684 @emph{Suppress warnings on unassigned variables.}
5685 @cindex @option{-gnatwV} (@command{gcc})
5686 This switch suppresses warnings for access to variables which
5687 may not be properly initialized.
5688 For variables of a composite type, the warning can also be suppressed in
5689 Ada 2005 by using a default initialization with a box. For example, if
5690 Table is an array of records whose components are only partially uninitialized,
5691 then the following code:
5692
5693 @smallexample @c ada
5694    Tab : Table := (others => <>);
5695 @end smallexample
5696
5697 will suppress warnings on subsequent statements that access components
5698 of variable Tab.
5699
5700 @item -gnatww
5701 @emph{Activate warnings on wrong low bound assumption.}
5702 @cindex @option{-gnatww} (@command{gcc})
5703 @cindex String indexing warnings
5704 This switch activates warnings for indexing an unconstrained string parameter
5705 with a literal or S'Length. This is a case where the code is assuming that the
5706 low bound is one, which is in general not true (for example when a slice is
5707 passed). The default is that such warnings are generated.
5708 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5709
5710 @item -gnatwW
5711 @emph{Suppress warnings on wrong low bound assumption.}
5712 @cindex @option{-gnatwW} (@command{gcc})
5713 This switch suppresses warnings for indexing an unconstrained string parameter
5714 with a literal or S'Length. Note that this warning can also be suppressed
5715 in a particular case by adding an
5716 assertion that the lower bound is 1,
5717 as shown in the following example.
5718
5719 @smallexample @c ada
5720    procedure K (S : String) is
5721       pragma Assert (S'First = 1);
5722       @dots{}
5723 @end smallexample
5724
5725 @item -gnatw.w
5726 @emph{Activate warnings on unnecessary Warnings Off pragmas}
5727 @cindex @option{-gnatw.w} (@command{gcc})
5728 @cindex Warnings Off control
5729 This switch activates warnings for use of @code{pragma Warnings (Off, entity}
5730 where either the pragma is entirely useless (because it suppresses no
5731 warnings), or it could be replaced by @code{pragma Unreferenced} or
5732 @code{pragma Unmodified}.The default is that these warnings are not given.
5733 Note that this warning is not included in -gnatwa, it must be
5734 activated explicitly.
5735
5736 @item -gnatw.W
5737 @emph{Suppress warnings on unnecessary Warnings Off pragmas}
5738 @cindex @option{-gnatw.W} (@command{gcc})
5739 This switch suppresses warnings for use of @code{pragma Warnings (Off, entity}.
5740
5741 @item -gnatwx
5742 @emph{Activate warnings on Export/Import pragmas.}
5743 @cindex @option{-gnatwx} (@command{gcc})
5744 @cindex Export/Import pragma warnings
5745 This switch activates warnings on Export/Import pragmas when
5746 the compiler detects a possible conflict between the Ada and
5747 foreign language calling sequences. For example, the use of
5748 default parameters in a convention C procedure is dubious
5749 because the C compiler cannot supply the proper default, so
5750 a warning is issued. The default is that such warnings are
5751 generated.
5752 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5753
5754 @item -gnatwX
5755 @emph{Suppress warnings on Export/Import pragmas.}
5756 @cindex @option{-gnatwX} (@command{gcc})
5757 This switch suppresses warnings on Export/Import pragmas.
5758 The sense of this is that you are telling the compiler that
5759 you know what you are doing in writing the pragma, and it
5760 should not complain at you.
5761
5762 @item -gnatw.x
5763 @emph{Activate warnings for No_Exception_Propagation mode.}
5764 @cindex @option{-gnatwm} (@command{gcc})
5765 This switch activates warnings for exception usage when pragma Restrictions
5766 (No_Exception_Propagation) is in effect. Warnings are given for implicit or
5767 explicit exception raises which are not covered by a local handler, and for
5768 exception handlers which do not cover a local raise. The default is that these
5769 warnings are not given.
5770
5771 @item -gnatw.X
5772 @emph{Disable warnings for No_Exception_Propagation mode.}
5773 This switch disables warnings for exception usage when pragma Restrictions
5774 (No_Exception_Propagation) is in effect.
5775
5776 @item -gnatwy
5777 @emph{Activate warnings for Ada 2005 compatibility issues.}
5778 @cindex @option{-gnatwy} (@command{gcc})
5779 @cindex Ada 2005 compatibility issues warnings
5780 For the most part Ada 2005 is upwards compatible with Ada 95,
5781 but there are some exceptions (for example the fact that
5782 @code{interface} is now a reserved word in Ada 2005). This
5783 switch activates several warnings to help in identifying
5784 and correcting such incompatibilities. The default is that
5785 these warnings are generated. Note that at one point Ada 2005
5786 was called Ada 0Y, hence the choice of character.
5787 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5788
5789 @item -gnatwY
5790 @emph{Disable warnings for Ada 2005 compatibility issues.}
5791 @cindex @option{-gnatwY} (@command{gcc})
5792 @cindex Ada 2005 compatibility issues warnings
5793 This switch suppresses several warnings intended to help in identifying
5794 incompatibilities between Ada 95 and Ada 2005.
5795
5796 @item -gnatwz
5797 @emph{Activate warnings on unchecked conversions.}
5798 @cindex @option{-gnatwz} (@command{gcc})
5799 @cindex Unchecked_Conversion warnings
5800 This switch activates warnings for unchecked conversions
5801 where the types are known at compile time to have different
5802 sizes. The default
5803 is that such warnings are generated. Warnings are also
5804 generated for subprogram pointers with different conventions,
5805 and, on VMS only, for data pointers with different conventions.
5806 This warning can also be turned on using @option{-gnatwa}.
5807
5808 @item -gnatwZ
5809 @emph{Suppress warnings on unchecked conversions.}
5810 @cindex @option{-gnatwZ} (@command{gcc})
5811 This switch suppresses warnings for unchecked conversions
5812 where the types are known at compile time to have different
5813 sizes or conventions.
5814
5815 @item ^-Wunused^WARNINGS=UNUSED^
5816 @cindex @option{-Wunused}
5817 The warnings controlled by the @option{-gnatw} switch are generated by
5818 the front end of the compiler. The @option{GCC} back end can provide
5819 additional warnings and they are controlled by the @option{-W} switch.
5820 For example, @option{^-Wunused^WARNINGS=UNUSED^} activates back end
5821 warnings for entities that are declared but not referenced.
5822
5823 @item ^-Wuninitialized^WARNINGS=UNINITIALIZED^
5824 @cindex @option{-Wuninitialized}
5825 Similarly, @option{^-Wuninitialized^WARNINGS=UNINITIALIZED^} activates
5826 the back end warning for uninitialized variables. This switch must be
5827 used in conjunction with an optimization level greater than zero.
5828
5829 @item -Wstack-usage=@var{len}
5830 @cindex @option{-Wstack-usage}
5831 Warn if the stack usage of a subprogram might be larger than @var{len} bytes.
5832 See @ref{Static Stack Usage Analysis} for details.
5833
5834 @item ^-Wall^/ALL_BACK_END_WARNINGS^
5835 @cindex @option{-Wall}
5836 This switch enables most warnings from the @option{GCC} back end.
5837 The code generator detects a number of warning situations that are missed
5838 by the @option{GNAT} front end, and this switch can be used to activate them.
5839 The use of this switch also sets the default front end warning mode to
5840 @option{-gnatwa}, that is, most front end warnings activated as well.
5841
5842 @item ^-w^/NO_BACK_END_WARNINGS^
5843 @cindex @option{-w}
5844 Conversely, this switch suppresses warnings from the @option{GCC} back end.
5845 The use of this switch also sets the default front end warning mode to
5846 @option{-gnatws}, that is, front end warnings suppressed as well.
5847
5848 @end table
5849
5850 @noindent
5851 @ifclear vms
5852 A string of warning parameters can be used in the same parameter. For example:
5853
5854 @smallexample
5855 -gnatwaLe
5856 @end smallexample
5857
5858 @noindent
5859 will turn on all optional warnings except for elaboration pragma warnings,
5860 and also specify that warnings should be treated as errors.
5861 @end ifclear
5862 When no switch @option{^-gnatw^/WARNINGS^} is used, this is equivalent to:
5863
5864 @table @option
5865 @c !sort!
5866 @item -gnatwC
5867 @item -gnatwD
5868 @item -gnatwF
5869 @item -gnatwg
5870 @item -gnatwH
5871 @item -gnatwi
5872 @item -gnatwJ
5873 @item -gnatwK
5874 @item -gnatwL
5875 @item -gnatwM
5876 @item -gnatwn
5877 @item -gnatwo
5878 @item -gnatwP
5879 @item -gnatwR
5880 @item -gnatwU
5881 @item -gnatwv
5882 @item -gnatwz
5883 @item -gnatwx
5884
5885 @end table
5886
5887 @node Debugging and Assertion Control
5888 @subsection Debugging and Assertion Control
5889
5890 @table @option
5891 @item -gnata
5892 @cindex @option{-gnata} (@command{gcc})
5893 @findex Assert
5894 @findex Debug
5895 @cindex Assertions
5896
5897 @noindent
5898 The pragmas @code{Assert} and @code{Debug} normally have no effect and
5899 are ignored. This switch, where @samp{a} stands for assert, causes
5900 @code{Assert} and @code{Debug} pragmas to be activated.
5901
5902 The pragmas have the form:
5903
5904 @smallexample
5905 @cartouche
5906    @b{pragma} Assert (@var{Boolean-expression} @r{[},
5907                       @var{static-string-expression}@r{]})
5908    @b{pragma} Debug (@var{procedure call})
5909 @end cartouche
5910 @end smallexample
5911
5912 @noindent
5913 The @code{Assert} pragma causes @var{Boolean-expression} to be tested.
5914 If the result is @code{True}, the pragma has no effect (other than
5915 possible side effects from evaluating the expression). If the result is
5916 @code{False}, the exception @code{Assert_Failure} declared in the package
5917 @code{System.Assertions} is
5918 raised (passing @var{static-string-expression}, if present, as the
5919 message associated with the exception). If no string expression is
5920 given the default is a string giving the file name and line number
5921 of the pragma.
5922
5923 The @code{Debug} pragma causes @var{procedure} to be called. Note that
5924 @code{pragma Debug} may appear within a declaration sequence, allowing
5925 debugging procedures to be called between declarations.
5926
5927 @ifset vms
5928 @item /DEBUG@r{[}=debug-level@r{]}
5929 @itemx  /NODEBUG
5930 Specifies how much debugging information is to be included in
5931 the resulting object file where 'debug-level' is one of the following:
5932 @table @code
5933 @item   TRACEBACK
5934 Include both debugger symbol records and traceback
5935 the object file.
5936 This is the default setting.
5937 @item   ALL
5938 Include both debugger symbol records and traceback in
5939 object file.
5940 @item   NONE
5941 Excludes both debugger symbol records and traceback
5942 the object file. Same as /NODEBUG.
5943 @item   SYMBOLS
5944 Includes only debugger symbol records in the object
5945 file. Note that this doesn't include traceback information.
5946 @end table
5947 @end ifset
5948 @end table
5949
5950 @node Validity Checking
5951 @subsection Validity Checking
5952 @findex Validity Checking
5953
5954 @noindent
5955 The Ada Reference Manual defines the concept of invalid values (see
5956 RM 13.9.1). The primary source of invalid values is uninitialized
5957 variables. A scalar variable that is left uninitialized may contain
5958 an invalid value; the concept of invalid does not apply to access or
5959 composite types.
5960
5961 It is an error to read an invalid value, but the RM does not require
5962 run-time checks to detect such errors, except for some minimal
5963 checking to prevent erroneous execution (i.e. unpredictable
5964 behavior). This corresponds to the @option{-gnatVd} switch below,
5965 which is the default. For example, by default, if the expression of a
5966 case statement is invalid, it will raise Constraint_Error rather than
5967 causing a wild jump, and if an array index on the left-hand side of an
5968 assignment is invalid, it will raise Constraint_Error rather than
5969 overwriting an arbitrary memory location.
5970
5971 The @option{-gnatVa} may be used to enable additional validity checks,
5972 which are not required by the RM. These checks are often very
5973 expensive (which is why the RM does not require them). These checks
5974 are useful in tracking down uninitialized variables, but they are
5975 not usually recommended for production builds.
5976
5977 The other @option{-gnatV^@var{x}^^} switches below allow finer-grained
5978 control; you can enable whichever validity checks you desire. However,
5979 for most debugging purposes, @option{-gnatVa} is sufficient, and the
5980 default @option{-gnatVd} (i.e. standard Ada behavior) is usually
5981 sufficient for non-debugging use.
5982
5983 The @option{-gnatB} switch tells the compiler to assume that all
5984 values are valid (that is, within their declared subtype range)
5985 except in the context of a use of the Valid attribute. This means
5986 the compiler can generate more efficient code, since the range
5987 of values is better known at compile time. However, an uninitialized
5988 variable can cause wild jumps and memory corruption in this mode.
5989
5990 The @option{-gnatV^@var{x}^^} switch allows control over the validity
5991 checking mode as described below.
5992 @ifclear vms
5993 The @code{x} argument is a string of letters that
5994 indicate validity checks that are performed or not performed in addition
5995 to the default checks required by Ada as described above.
5996 @end ifclear
5997 @ifset vms
5998 The options allowed for this qualifier
5999 indicate validity checks that are performed or not performed in addition
6000 to the default checks required by Ada as described above.
6001 @end ifset
6002
6003 @table @option
6004 @c !sort!
6005 @item -gnatVa
6006 @emph{All validity checks.}
6007 @cindex @option{-gnatVa} (@command{gcc})
6008 All validity checks are turned on.
6009 @ifclear vms
6010 That is, @option{-gnatVa} is
6011 equivalent to @option{gnatVcdfimorst}.
6012 @end ifclear
6013
6014 @item -gnatVc
6015 @emph{Validity checks for copies.}
6016 @cindex @option{-gnatVc} (@command{gcc})
6017 The right hand side of assignments, and the initializing values of
6018 object declarations are validity checked.
6019
6020 @item -gnatVd
6021 @emph{Default (RM) validity checks.}
6022 @cindex @option{-gnatVd} (@command{gcc})
6023 Some validity checks are done by default following normal Ada semantics
6024 (RM 13.9.1 (9-11)).
6025 A check is done in case statements that the expression is within the range
6026 of the subtype. If it is not, Constraint_Error is raised.
6027 For assignments to array components, a check is done that the expression used
6028 as index is within the range. If it is not, Constraint_Error is raised.
6029 Both these validity checks may be turned off using switch @option{-gnatVD}.
6030 They are turned on by default. If @option{-gnatVD} is specified, a subsequent
6031 switch @option{-gnatVd} will leave the checks turned on.
6032 Switch @option{-gnatVD} should be used only if you are sure that all such
6033 expressions have valid values. If you use this switch and invalid values
6034 are present, then the program is erroneous, and wild jumps or memory
6035 overwriting may occur.
6036
6037 @item -gnatVe
6038 @emph{Validity checks for elementary components.}
6039 @cindex @option{-gnatVe} (@command{gcc})
6040 In the absence of this switch, assignments to record or array components are
6041 not validity checked, even if validity checks for assignments generally
6042 (@option{-gnatVc}) are turned on. In Ada, assignment of composite values do not
6043 require valid data, but assignment of individual components does. So for
6044 example, there is a difference between copying the elements of an array with a
6045 slice assignment, compared to assigning element by element in a loop. This
6046 switch allows you to turn off validity checking for components, even when they
6047 are assigned component by component.
6048
6049 @item -gnatVf
6050 @emph{Validity checks for floating-point values.}
6051 @cindex @option{-gnatVf} (@command{gcc})
6052 In the absence of this switch, validity checking occurs only for discrete
6053 values. If @option{-gnatVf} is specified, then validity checking also applies
6054 for floating-point values, and NaNs and infinities are considered invalid,
6055 as well as out of range values for constrained types. Note that this means
6056 that standard IEEE infinity mode is not allowed. The exact contexts
6057 in which floating-point values are checked depends on the setting of other
6058 options. For example,
6059 @option{^-gnatVif^VALIDITY_CHECKING=(IN_PARAMS,FLOATS)^} or
6060 @option{^-gnatVfi^VALIDITY_CHECKING=(FLOATS,IN_PARAMS)^}
6061 (the order does not matter) specifies that floating-point parameters of mode
6062 @code{in} should be validity checked.
6063
6064 @item -gnatVi
6065 @emph{Validity checks for @code{in} mode parameters}
6066 @cindex @option{-gnatVi} (@command{gcc})
6067 Arguments for parameters of mode @code{in} are validity checked in function
6068 and procedure calls at the point of call.
6069
6070 @item -gnatVm
6071 @emph{Validity checks for @code{in out} mode parameters.}
6072 @cindex @option{-gnatVm} (@command{gcc})
6073 Arguments for parameters of mode @code{in out} are validity checked in
6074 procedure calls at the point of call. The @code{'m'} here stands for
6075 modify, since this concerns parameters that can be modified by the call.
6076 Note that there is no specific option to test @code{out} parameters,
6077 but any reference within the subprogram will be tested in the usual
6078 manner, and if an invalid value is copied back, any reference to it
6079 will be subject to validity checking.
6080
6081 @item -gnatVn
6082 @emph{No validity checks.}
6083 @cindex @option{-gnatVn} (@command{gcc})
6084 This switch turns off all validity checking, including the default checking
6085 for case statements and left hand side subscripts. Note that the use of
6086 the switch @option{-gnatp} suppresses all run-time checks, including
6087 validity checks, and thus implies @option{-gnatVn}. When this switch
6088 is used, it cancels any other @option{-gnatV} previously issued.
6089
6090 @item -gnatVo
6091 @emph{Validity checks for operator and attribute operands.}
6092 @cindex @option{-gnatVo} (@command{gcc})
6093 Arguments for predefined operators and attributes are validity checked.
6094 This includes all operators in package @code{Standard},
6095 the shift operators defined as intrinsic in package @code{Interfaces}
6096 and operands for attributes such as @code{Pos}. Checks are also made
6097 on individual component values for composite comparisons, and on the
6098 expressions in type conversions and qualified expressions. Checks are
6099 also made on explicit ranges using @samp{..} (e.g.@: slices, loops etc).
6100
6101 @item -gnatVp
6102 @emph{Validity checks for parameters.}
6103 @cindex @option{-gnatVp} (@command{gcc})
6104 This controls the treatment of parameters within a subprogram (as opposed
6105 to @option{-gnatVi} and @option{-gnatVm} which control validity testing
6106 of parameters on a call. If either of these call options is used, then
6107 normally an assumption is made within a subprogram that the input arguments
6108 have been validity checking at the point of call, and do not need checking
6109 again within a subprogram). If @option{-gnatVp} is set, then this assumption
6110 is not made, and parameters are not assumed to be valid, so their validity
6111 will be checked (or rechecked) within the subprogram.
6112
6113 @item -gnatVr
6114 @emph{Validity checks for function returns.}
6115 @cindex @option{-gnatVr} (@command{gcc})
6116 The expression in @code{return} statements in functions is validity
6117 checked.
6118
6119 @item -gnatVs
6120 @emph{Validity checks for subscripts.}
6121 @cindex @option{-gnatVs} (@command{gcc})
6122 All subscripts expressions are checked for validity, whether they appear
6123 on the right side or left side (in default mode only left side subscripts
6124 are validity checked).
6125
6126 @item -gnatVt
6127 @emph{Validity checks for tests.}
6128 @cindex @option{-gnatVt} (@command{gcc})
6129 Expressions used as conditions in @code{if}, @code{while} or @code{exit}
6130 statements are checked, as well as guard expressions in entry calls.
6131
6132 @end table
6133
6134 @noindent
6135 The @option{-gnatV} switch may be followed by
6136 ^a string of letters^a list of options^
6137 to turn on a series of validity checking options.
6138 For example,
6139 @option{^-gnatVcr^/VALIDITY_CHECKING=(COPIES, RETURNS)^}
6140 specifies that in addition to the default validity checking, copies and
6141 function return expressions are to be validity checked.
6142 In order to make it easier
6143 to specify the desired combination of effects,
6144 @ifclear vms
6145 the upper case letters @code{CDFIMORST} may
6146 be used to turn off the corresponding lower case option.
6147 @end ifclear
6148 @ifset vms
6149 the prefix @code{NO} on an option turns off the corresponding validity
6150 checking:
6151 @itemize @bullet
6152 @item @code{NOCOPIES}
6153 @item @code{NODEFAULT}
6154 @item @code{NOFLOATS}
6155 @item @code{NOIN_PARAMS}
6156 @item @code{NOMOD_PARAMS}
6157 @item @code{NOOPERANDS}
6158 @item @code{NORETURNS}
6159 @item @code{NOSUBSCRIPTS}
6160 @item @code{NOTESTS}
6161 @end itemize
6162 @end ifset
6163 Thus
6164 @option{^-gnatVaM^/VALIDITY_CHECKING=(ALL, NOMOD_PARAMS)^}
6165 turns on all validity checking options except for
6166 checking of @code{@b{in out}} procedure arguments.
6167
6168 The specification of additional validity checking generates extra code (and
6169 in the case of @option{-gnatVa} the code expansion can be substantial).
6170 However, these additional checks can be very useful in detecting
6171 uninitialized variables, incorrect use of unchecked conversion, and other
6172 errors leading to invalid values. The use of pragma @code{Initialize_Scalars}
6173 is useful in conjunction with the extra validity checking, since this
6174 ensures that wherever possible uninitialized variables have invalid values.
6175
6176 See also the pragma @code{Validity_Checks} which allows modification of
6177 the validity checking mode at the program source level, and also allows for
6178 temporary disabling of validity checks.
6179
6180 @node Style Checking
6181 @subsection Style Checking
6182 @findex Style checking
6183
6184 @noindent
6185 The @option{-gnaty^x^(option,option,@dots{})^} switch
6186 @cindex @option{-gnaty} (@command{gcc})
6187 causes the compiler to
6188 enforce specified style rules. A limited set of style rules has been used
6189 in writing the GNAT sources themselves. This switch allows user programs
6190 to activate all or some of these checks. If the source program fails a
6191 specified style check, an appropriate message is given, preceded by
6192 the character sequence ``(style)''. This message does not prevent
6193 successful compilation (unless the @option{-gnatwe} switch is used).
6194
6195 Note that this is by no means intended to be a general facility for
6196 checking arbitrary coding standards. It is simply an embedding of the
6197 style rules we have chosen for the GNAT sources. If you are starting
6198 a project which does not have established style standards, you may
6199 find it useful to adopt the entire set of GNAT coding standards, or
6200 some subset of them. If you already have an established set of coding
6201 standards, then it may be that selected style checking options do
6202 indeed correspond to choices you have made, but for general checking
6203 of an existing set of coding rules, you should look to the gnatcheck
6204 tool, which is designed for that purpose.
6205
6206 @ifset vms
6207 @code{(option,option,@dots{})} is a sequence of keywords
6208 @end ifset
6209 @ifclear vms
6210 The string @var{x} is a sequence of letters or digits
6211 @end ifclear
6212 indicating the particular style
6213 checks to be performed. The following checks are defined:
6214
6215 @table @option
6216 @c !sort!
6217 @item 0-9
6218 @emph{Specify indentation level.}
6219 If a digit from 1-9 appears
6220 ^in the string after @option{-gnaty}^as an option for /STYLE_CHECKS^
6221 then proper indentation is checked, with the digit indicating the
6222 indentation level required. A value of zero turns off this style check.
6223 The general style of required indentation is as specified by
6224 the examples in the Ada Reference Manual. Full line comments must be
6225 aligned with the @code{--} starting on a column that is a multiple of
6226 the alignment level, or they may be aligned the same way as the following
6227 non-blank line (this is useful when full line comments appear in the middle
6228 of a statement.
6229
6230 @item ^a^ATTRIBUTE^
6231 @emph{Check attribute casing.}
6232 Attribute names, including the case of keywords such as @code{digits}
6233 used as attributes names, must be written in mixed case, that is, the
6234 initial letter and any letter following an underscore must be uppercase.
6235 All other letters must be lowercase.
6236
6237 @item ^A^ARRAY_INDEXES^
6238 @emph{Use of array index numbers in array attributes.}
6239 When using the array attributes First, Last, Range,
6240 or Length, the index number must be omitted for one-dimensional arrays
6241 and is required for multi-dimensional arrays.
6242
6243 @item ^b^BLANKS^
6244 @emph{Blanks not allowed at statement end.}
6245 Trailing blanks are not allowed at the end of statements. The purpose of this
6246 rule, together with h (no horizontal tabs), is to enforce a canonical format
6247 for the use of blanks to separate source tokens.
6248
6249 @item ^B^BOOLEAN_OPERATORS^
6250 @emph{Check Boolean operators.}
6251 The use of AND/OR operators is not permitted except in the cases of modular
6252 operands, array operands, and simple stand-alone boolean variables or
6253 boolean constants. In all other cases AND THEN/OR ELSE are required.
6254
6255 @item ^c^COMMENTS^
6256 @emph{Check comments.}
6257 Comments must meet the following set of rules:
6258
6259 @itemize @bullet
6260
6261 @item
6262 The ``@code{--}'' that starts the column must either start in column one,
6263 or else at least one blank must precede this sequence.
6264
6265 @item
6266 Comments that follow other tokens on a line must have at least one blank
6267 following the ``@code{--}'' at the start of the comment.
6268
6269 @item
6270 Full line comments must have at least two blanks following the
6271 ``@code{--}'' that starts the comment, with the following exceptions.
6272
6273 @item
6274 A line consisting only of the ``@code{--}'' characters, possibly preceded
6275 by blanks is permitted.
6276
6277 @item
6278 A comment starting with ``@code{--x}'' where @code{x} is a special character
6279 is permitted.
6280 This allows proper processing of the output generated by specialized tools
6281 including @command{gnatprep} (where ``@code{--!}'' is used) and the SPARK
6282 annotation
6283 language (where ``@code{--#}'' is used). For the purposes of this rule, a
6284 special character is defined as being in one of the ASCII ranges
6285 @code{16#21#@dots{}16#2F#} or @code{16#3A#@dots{}16#3F#}.
6286 Note that this usage is not permitted
6287 in GNAT implementation units (i.e., when @option{-gnatg} is used).
6288
6289 @item
6290 A line consisting entirely of minus signs, possibly preceded by blanks, is
6291 permitted. This allows the construction of box comments where lines of minus
6292 signs are used to form the top and bottom of the box.
6293
6294 @item
6295 A comment that starts and ends with ``@code{--}'' is permitted as long as at
6296 least one blank follows the initial ``@code{--}''. Together with the preceding
6297 rule, this allows the construction of box comments, as shown in the following
6298 example:
6299 @smallexample
6300 ---------------------------
6301 -- This is a box comment --
6302 -- with two text lines.  --
6303 ---------------------------
6304 @end smallexample
6305 @end itemize
6306
6307 @item ^d^DOS_LINE_ENDINGS^
6308 @emph{Check no DOS line terminators present.}
6309 All lines must be terminated by a single ASCII.LF
6310 character (in particular the DOS line terminator sequence CR/LF is not
6311 allowed).
6312
6313 @item ^e^END^
6314 @emph{Check end/exit labels.}
6315 Optional labels on @code{end} statements ending subprograms and on
6316 @code{exit} statements exiting named loops, are required to be present.
6317
6318 @item ^f^VTABS^
6319 @emph{No form feeds or vertical tabs.}
6320 Neither form feeds nor vertical tab characters are permitted
6321 in the source text.
6322
6323 @item ^g^GNAT^
6324 @emph{GNAT style mode}
6325 The set of style check switches is set to match that used by the GNAT sources.
6326 This may be useful when developing code that is eventually intended to be
6327 incorporated into GNAT. For further details, see GNAT sources.
6328
6329 @item ^h^HTABS^
6330 @emph{No horizontal tabs.}
6331 Horizontal tab characters are not permitted in the source text.
6332 Together with the b (no blanks at end of line) check, this
6333 enforces a canonical form for the use of blanks to separate
6334 source tokens.
6335
6336 @item ^i^IF_THEN^
6337 @emph{Check if-then layout.}
6338 The keyword @code{then} must appear either on the same
6339 line as corresponding @code{if}, or on a line on its own, lined
6340 up under the @code{if} with at least one non-blank line in between
6341 containing all or part of the condition to be tested.
6342
6343 @item ^I^IN_MODE^
6344 @emph{check mode IN keywords}
6345 Mode @code{in} (the default mode) is not
6346 allowed to be given explicitly. @code{in out} is fine,
6347 but not @code{in} on its own.
6348
6349 @item ^k^KEYWORD^
6350 @emph{Check keyword casing.}
6351 All keywords must be in lower case (with the exception of keywords
6352 such as @code{digits} used as attribute names to which this check
6353 does not apply).
6354
6355 @item ^l^LAYOUT^
6356 @emph{Check layout.}
6357 Layout of statement and declaration constructs must follow the
6358 recommendations in the Ada Reference Manual, as indicated by the
6359 form of the syntax rules. For example an @code{else} keyword must
6360 be lined up with the corresponding @code{if} keyword.
6361
6362 There are two respects in which the style rule enforced by this check
6363 option are more liberal than those in the Ada Reference Manual. First
6364 in the case of record declarations, it is permissible to put the
6365 @code{record} keyword on the same line as the @code{type} keyword, and
6366 then the @code{end} in @code{end record} must line up under @code{type}.
6367 This is also permitted when the type declaration is split on two lines.
6368 For example, any of the following three layouts is acceptable:
6369
6370 @smallexample @c ada
6371 @cartouche
6372 type q is record
6373    a : integer;
6374    b : integer;
6375 end record;
6376
6377 type q is
6378    record
6379       a : integer;
6380       b : integer;
6381    end record;
6382
6383 type q is
6384    record
6385       a : integer;
6386       b : integer;
6387 end record;
6388
6389 @end cartouche
6390 @end smallexample
6391
6392 @noindent
6393 Second, in the case of a block statement, a permitted alternative
6394 is to put the block label on the same line as the @code{declare} or
6395 @code{begin} keyword, and then line the @code{end} keyword up under
6396 the block label. For example both the following are permitted:
6397
6398 @smallexample @c ada
6399 @cartouche
6400 Block : declare
6401    A : Integer := 3;
6402 begin
6403    Proc (A, A);
6404 end Block;
6405
6406 Block :
6407    declare
6408       A : Integer := 3;
6409    begin
6410       Proc (A, A);
6411    end Block;
6412 @end cartouche
6413 @end smallexample
6414
6415 @noindent
6416 The same alternative format is allowed for loops. For example, both of
6417 the following are permitted:
6418
6419 @smallexample @c ada
6420 @cartouche
6421 Clear : while J < 10 loop
6422    A (J) := 0;
6423 end loop Clear;
6424
6425 Clear :
6426    while J < 10 loop
6427       A (J) := 0;
6428    end loop Clear;
6429 @end cartouche
6430 @end smallexample
6431
6432 @item ^Lnnn^MAX_NESTING=nnn^
6433 @emph{Set maximum nesting level}
6434 The maximum level of nesting of constructs (including subprograms, loops,
6435 blocks, packages, and conditionals) may not exceed the given value
6436 @option{nnn}. A value of zero disconnects this style check.
6437
6438 @item ^m^LINE_LENGTH^
6439 @emph{Check maximum line length.}
6440 The length of source lines must not exceed 79 characters, including
6441 any trailing blanks. The value of 79 allows convenient display on an
6442 80 character wide device or window, allowing for possible special
6443 treatment of 80 character lines. Note that this count is of
6444 characters in the source text. This means that a tab character counts
6445 as one character in this count but a wide character sequence counts as
6446 a single character (however many bytes are needed in the encoding).
6447
6448 @item ^Mnnn^MAX_LENGTH=nnn^
6449 @emph{Set maximum line length.}
6450 The length of lines must not exceed the
6451 given value @option{nnn}. The maximum value that can be specified is 32767.
6452
6453 @item ^n^STANDARD_CASING^
6454 @emph{Check casing of entities in Standard.}
6455 Any identifier from Standard must be cased
6456 to match the presentation in the Ada Reference Manual (for example,
6457 @code{Integer} and @code{ASCII.NUL}).
6458
6459 @item ^N^NONE^
6460 @emph{Turn off all style checks}
6461 All style check options are turned off.
6462
6463 @item ^o^ORDERED_SUBPROGRAMS^
6464 @emph{Check order of subprogram bodies.}
6465 All subprogram bodies in a given scope
6466 (e.g.@: a package body) must be in alphabetical order. The ordering
6467 rule uses normal Ada rules for comparing strings, ignoring casing
6468 of letters, except that if there is a trailing numeric suffix, then
6469 the value of this suffix is used in the ordering (e.g.@: Junk2 comes
6470 before Junk10).
6471
6472 @item ^O^OVERRIDING_INDICATORS^
6473 @emph{Check that overriding subprograms are explicitly marked as such.}
6474 The declaration of a primitive operation of a type extension that overrides
6475 an inherited operation must carry an overriding indicator.
6476
6477 @item ^p^PRAGMA^
6478 @emph{Check pragma casing.}
6479 Pragma names must be written in mixed case, that is, the
6480 initial letter and any letter following an underscore must be uppercase.
6481 All other letters must be lowercase.
6482
6483 @item ^r^REFERENCES^
6484 @emph{Check references.}
6485 All identifier references must be cased in the same way as the
6486 corresponding declaration. No specific casing style is imposed on
6487 identifiers. The only requirement is for consistency of references
6488 with declarations.
6489
6490 @item ^S^STATEMENTS_AFTER_THEN_ELSE^
6491 @emph{Check no statements after THEN/ELSE.}
6492 No statements are allowed
6493 on the same line as a THEN or ELSE keyword following the
6494 keyword in an IF statement. OR ELSE and AND THEN are not affected,
6495 and a special exception allows a pragma to appear after ELSE.
6496
6497 @item ^s^SPECS^
6498 @emph{Check separate specs.}
6499 Separate declarations (``specs'') are required for subprograms (a
6500 body is not allowed to serve as its own declaration). The only
6501 exception is that parameterless library level procedures are
6502 not required to have a separate declaration. This exception covers
6503 the most frequent form of main program procedures.
6504
6505 @item ^t^TOKEN^
6506 @emph{Check token spacing.}
6507 The following token spacing rules are enforced:
6508
6509 @itemize @bullet
6510
6511 @item
6512 The keywords @code{@b{abs}} and @code{@b{not}} must be followed by a space.
6513
6514 @item
6515 The token @code{=>} must be surrounded by spaces.
6516
6517 @item
6518 The token @code{<>} must be preceded by a space or a left parenthesis.
6519
6520 @item
6521 Binary operators other than @code{**} must be surrounded by spaces.
6522 There is no restriction on the layout of the @code{**} binary operator.
6523
6524 @item
6525 Colon must be surrounded by spaces.
6526
6527 @item
6528 Colon-equal (assignment, initialization) must be surrounded by spaces.
6529
6530 @item
6531 Comma must be the first non-blank character on the line, or be
6532 immediately preceded by a non-blank character, and must be followed
6533 by a space.
6534
6535 @item
6536 If the token preceding a left parenthesis ends with a letter or digit, then
6537 a space must separate the two tokens.
6538
6539 @item
6540 if the token following a right parenthesis starts with a letter or digit, then
6541 a space must separate the two tokens.
6542
6543 @item
6544 A right parenthesis must either be the first non-blank character on
6545 a line, or it must be preceded by a non-blank character.
6546
6547 @item
6548 A semicolon must not be preceded by a space, and must not be followed by
6549 a non-blank character.
6550
6551 @item
6552 A unary plus or minus may not be followed by a space.
6553
6554 @item
6555 A vertical bar must be surrounded by spaces.
6556 @end itemize
6557
6558 @item ^u^UNNECESSARY_BLANK_LINES^
6559 @emph{Check unnecessary blank lines.}
6560 Unnecessary blank lines are not allowed. A blank line is considered
6561 unnecessary if it appears at the end of the file, or if more than
6562 one blank line occurs in sequence.
6563
6564 @item ^x^XTRA_PARENS^
6565 @emph{Check extra parentheses.}
6566 Unnecessary extra level of parentheses (C-style) are not allowed
6567 around conditions in @code{if} statements, @code{while} statements and
6568 @code{exit} statements.
6569
6570 @item ^y^ALL_BUILTIN^
6571 @emph{Set all standard style check options}
6572 This is equivalent to @code{gnaty3aAbcefhiklmnprst}, that is all checking
6573 options enabled with the exception of @option{-gnatyo}, @option{-gnatyI},
6574 @option{-gnatyS}, @option{-gnatyLnnn},
6575 @option{-gnatyd}, @option{-gnatyu}, and @option{-gnatyx}.
6576
6577 @ifclear vms
6578 @item -
6579 @emph{Remove style check options}
6580 This causes any subsequent options in the string to act as canceling the
6581 corresponding style check option. To cancel maximum nesting level control,
6582 use @option{L} parameter witout any integer value after that, because any
6583 digit following @option{-} in the parameter string of the @option{-gnaty}
6584 option will be threated as canceling indentation check. The same is true
6585 for @option{M} parameter. @option{y} and @option{N} parameters are not
6586 allowed after @option{-}.
6587
6588 @item +
6589 This causes any subsequent options in the string to enable the corresponding
6590 style check option. That is, it cancels the effect of a previous ^-^REMOVE^,
6591 if any.
6592 @end ifclear
6593
6594 @ifset vms
6595 @item NOxxx
6596 @emph{Removing style check options}
6597 If the name of a style check is preceded by @option{NO} then the corresponding
6598 style check is turned off. For example @option{NOCOMMENTS} turns off style
6599 checking for comments.
6600 @end ifset
6601 @end table
6602
6603 @noindent
6604 In the above rules, appearing in column one is always permitted, that is,
6605 counts as meeting either a requirement for a required preceding space,
6606 or as meeting a requirement for no preceding space.
6607
6608 Appearing at the end of a line is also always permitted, that is, counts
6609 as meeting either a requirement for a following space, or as meeting
6610 a requirement for no following space.
6611
6612 @noindent
6613 If any of these style rules is violated, a message is generated giving
6614 details on the violation. The initial characters of such messages are
6615 always ``@code{(style)}''. Note that these messages are treated as warning
6616 messages, so they normally do not prevent the generation of an object
6617 file. The @option{-gnatwe} switch can be used to treat warning messages,
6618 including style messages, as fatal errors.
6619
6620 The switch
6621 @ifclear vms
6622 @option{-gnaty} on its own (that is not
6623 followed by any letters or digits), then the effect is equivalent
6624 to the use of @option{-gnatyy}, as described above, that is all
6625 built-in standard style check options are enabled.
6626
6627 @end ifclear
6628 @ifset vms
6629 /STYLE_CHECKS=ALL_BUILTIN enables all checking options with
6630 the exception of ORDERED_SUBPROGRAMS, UNNECESSARY_BLANK_LINES,
6631 XTRA_PARENS, and DOS_LINE_ENDINGS. In addition
6632 @end ifset
6633
6634 The switch
6635 @ifclear vms
6636 @option{-gnatyN}
6637 @end ifclear
6638 @ifset vms
6639 /STYLE_CHECKS=NONE
6640 @end ifset
6641 clears any previously set style checks.
6642
6643 @node Run-Time Checks
6644 @subsection Run-Time Checks
6645 @cindex Division by zero
6646 @cindex Access before elaboration
6647 @cindex Checks, division by zero
6648 @cindex Checks, access before elaboration
6649 @cindex Checks, stack overflow checking
6650
6651 @noindent
6652 By default, the following checks are suppressed: integer overflow
6653 checks, stack overflow checks, and checks for access before
6654 elaboration on subprogram calls. All other checks, including range
6655 checks and array bounds checks, are turned on by default. The
6656 following @command{gcc} switches refine this default behavior.
6657
6658 @table @option
6659 @c !sort!
6660 @item -gnatp
6661 @cindex @option{-gnatp} (@command{gcc})
6662 @cindex Suppressing checks
6663 @cindex Checks, suppressing
6664 @findex Suppress
6665 This switch causes the unit to be compiled
6666 as though @code{pragma Suppress (All_checks)}
6667 had been present in the source. Validity checks are also eliminated (in
6668 other words @option{-gnatp} also implies @option{-gnatVn}.
6669 Use this switch to improve the performance
6670 of the code at the expense of safety in the presence of invalid data or
6671 program bugs.
6672
6673 Note that when checks are suppressed, the compiler is allowed, but not
6674 required, to omit the checking code. If the run-time cost of the
6675 checking code is zero or near-zero, the compiler will generate it even
6676 if checks are suppressed. In particular, if the compiler can prove
6677 that a certain check will necessarily fail, it will generate code to
6678 do an unconditional ``raise'', even if checks are suppressed. The
6679 compiler warns in this case. Another case in which checks may not be
6680 eliminated is when they are embedded in certain run time routines such
6681 as math library routines.
6682
6683 Of course, run-time checks are omitted whenever the compiler can prove
6684 that they will not fail, whether or not checks are suppressed.
6685
6686 Note that if you suppress a check that would have failed, program
6687 execution is erroneous, which means the behavior is totally
6688 unpredictable. The program might crash, or print wrong answers, or
6689 do anything else. It might even do exactly what you wanted it to do
6690 (and then it might start failing mysteriously next week or next
6691 year). The compiler will generate code based on the assumption that
6692 the condition being checked is true, which can result in disaster if
6693 that assumption is wrong.
6694
6695 The @option{-gnatp} switch has no effect if a subsequent
6696 @option{-gnat-p} switch appears.
6697
6698 @item -gnat-p
6699 @cindex @option{-gnat-p} (@command{gcc})
6700 @cindex Suppressing checks
6701 @cindex Checks, suppressing
6702 @findex Suppress
6703 This switch cancels the effect of a previous @option{gnatp} switch.
6704
6705 @item -gnato
6706 @cindex @option{-gnato} (@command{gcc})
6707 @cindex Overflow checks
6708 @cindex Check, overflow
6709 Enables overflow checking for integer operations.
6710 This causes GNAT to generate slower and larger executable
6711 programs by adding code to check for overflow (resulting in raising
6712 @code{Constraint_Error} as required by standard Ada
6713 semantics). These overflow checks correspond to situations in which
6714 the true value of the result of an operation may be outside the base
6715 range of the result type. The following example shows the distinction:
6716
6717 @smallexample @c ada
6718 X1 : Integer := "Integer'Last";
6719 X2 : Integer range 1 .. 5 := "5";
6720 X3 : Integer := "Integer'Last";
6721 X4 : Integer range 1 .. 5 := "5";
6722 F  : Float := "2.0E+20";
6723 @dots{}
6724 X1 := X1 + 1;
6725 X2 := X2 + 1;
6726 X3 := Integer (F);
6727 X4 := Integer (F);
6728 @end smallexample
6729
6730 @noindent
6731 Note that if explicit values are assigned at compile time, the
6732 compiler may be able to detect overflow at compile time, in which case
6733 no actual run-time checking code is required, and Constraint_Error
6734 will be raised unconditionally, with or without
6735 @option{-gnato}. That's why the assigned values in the above fragment
6736 are in quotes, the meaning is "assign a value not known to the
6737 compiler that happens to be equal to ...". The remaining discussion
6738 assumes that the compiler cannot detect the values at compile time.
6739
6740 Here the first addition results in a value that is outside the base range
6741 of Integer, and hence requires an overflow check for detection of the
6742 constraint error. Thus the first assignment to @code{X1} raises a
6743 @code{Constraint_Error} exception only if @option{-gnato} is set.
6744
6745 The second increment operation results in a violation of the explicit
6746 range constraint; such range checks are performed by default, and are
6747 unaffected by @option{-gnato}.
6748
6749 The two conversions of @code{F} both result in values that are outside
6750 the base range of type @code{Integer} and thus will raise
6751 @code{Constraint_Error} exceptions only if @option{-gnato} is used.
6752 The fact that the result of the second conversion is assigned to
6753 variable @code{X4} with a restricted range is irrelevant, since the problem
6754 is in the conversion, not the assignment.
6755
6756 Basically the rule is that in the default mode (@option{-gnato} not
6757 used), the generated code assures that all integer variables stay
6758 within their declared ranges, or within the base range if there is
6759 no declared range. This prevents any serious problems like indexes
6760 out of range for array operations.
6761
6762 What is not checked in default mode is an overflow that results in
6763 an in-range, but incorrect value. In the above example, the assignments
6764 to @code{X1}, @code{X2}, @code{X3} all give results that are within the
6765 range of the target variable, but the result is wrong in the sense that
6766 it is too large to be represented correctly. Typically the assignment
6767 to @code{X1} will result in wrap around to the largest negative number.
6768 The conversions of @code{F} will result in some @code{Integer} value
6769 and if that integer value is out of the @code{X4} range then the
6770 subsequent assignment would generate an exception.
6771
6772 @findex Machine_Overflows
6773 Note that the @option{-gnato} switch does not affect the code generated
6774 for any floating-point operations; it applies only to integer
6775 semantics).
6776 For floating-point, GNAT has the @code{Machine_Overflows}
6777 attribute set to @code{False} and the normal mode of operation is to
6778 generate IEEE NaN and infinite values on overflow or invalid operations
6779 (such as dividing 0.0 by 0.0).
6780
6781 The reason that we distinguish overflow checking from other kinds of
6782 range constraint checking is that a failure of an overflow check, unlike
6783 for example the failure of a range check, can result in an incorrect
6784 value, but cannot cause random memory destruction (like an out of range
6785 subscript), or a wild jump (from an out of range case value). Overflow
6786 checking is also quite expensive in time and space, since in general it
6787 requires the use of double length arithmetic.
6788
6789 Note again that @option{-gnato} is off by default, so overflow checking is
6790 not performed in default mode. This means that out of the box, with the
6791 default settings, GNAT does not do all the checks expected from the
6792 language description in the Ada Reference Manual. If you want all constraint
6793 checks to be performed, as described in this Manual, then you must
6794 explicitly use the -gnato switch either on the @command{gnatmake} or
6795 @command{gcc} command.
6796
6797 @item -gnatE
6798 @cindex @option{-gnatE} (@command{gcc})
6799 @cindex Elaboration checks
6800 @cindex Check, elaboration
6801 Enables dynamic checks for access-before-elaboration
6802 on subprogram calls and generic instantiations.
6803 Note that @option{-gnatE} is not necessary for safety, because in the
6804 default mode, GNAT ensures statically that the checks would not fail.
6805 For full details of the effect and use of this switch,
6806 @xref{Compiling Using gcc}.
6807
6808 @item -fstack-check
6809 @cindex @option{-fstack-check} (@command{gcc})
6810 @cindex Stack Overflow Checking
6811 @cindex Checks, stack overflow checking
6812 Activates stack overflow checking. For full details of the effect and use of
6813 this switch see @ref{Stack Overflow Checking}.
6814 @end table
6815
6816 @findex Unsuppress
6817 @noindent
6818 The setting of these switches only controls the default setting of the
6819 checks. You may modify them using either @code{Suppress} (to remove
6820 checks) or @code{Unsuppress} (to add back suppressed checks) pragmas in
6821 the program source.
6822
6823 @node Using gcc for Syntax Checking
6824 @subsection Using @command{gcc} for Syntax Checking
6825 @table @option
6826 @item -gnats
6827 @cindex @option{-gnats} (@command{gcc})
6828 @ifclear vms
6829
6830 @noindent
6831 The @code{s} stands for ``syntax''.
6832 @end ifclear
6833
6834 Run GNAT in syntax checking only mode. For
6835 example, the command
6836
6837 @smallexample
6838 $ gcc -c -gnats x.adb
6839 @end smallexample
6840
6841 @noindent
6842 compiles file @file{x.adb} in syntax-check-only mode. You can check a
6843 series of files in a single command
6844 @ifclear vms
6845 , and can use wild cards to specify such a group of files.
6846 Note that you must specify the @option{-c} (compile
6847 only) flag in addition to the @option{-gnats} flag.
6848 @end ifclear
6849 .
6850 You may use other switches in conjunction with @option{-gnats}. In
6851 particular, @option{-gnatl} and @option{-gnatv} are useful to control the
6852 format of any generated error messages.
6853
6854 When the source file is empty or contains only empty lines and/or comments,
6855 the output is a warning:
6856
6857 @smallexample
6858 $ gcc -c -gnats -x ada toto.txt
6859 toto.txt:1:01: warning: empty file, contains no compilation units
6860 $
6861 @end smallexample
6862
6863 Otherwise, the output is simply the error messages, if any. No object file or
6864 ALI file is generated by a syntax-only compilation. Also, no units other
6865 than the one specified are accessed. For example, if a unit @code{X}
6866 @code{with}'s a unit @code{Y}, compiling unit @code{X} in syntax
6867 check only mode does not access the source file containing unit
6868 @code{Y}.
6869
6870 @cindex Multiple units, syntax checking
6871 Normally, GNAT allows only a single unit in a source file. However, this
6872 restriction does not apply in syntax-check-only mode, and it is possible
6873 to check a file containing multiple compilation units concatenated
6874 together. This is primarily used by the @code{gnatchop} utility
6875 (@pxref{Renaming Files Using gnatchop}).
6876 @end table
6877
6878 @node Using gcc for Semantic Checking
6879 @subsection Using @command{gcc} for Semantic Checking
6880 @table @option
6881 @item -gnatc
6882 @cindex @option{-gnatc} (@command{gcc})
6883
6884 @ifclear vms
6885 @noindent
6886 The @code{c} stands for ``check''.
6887 @end ifclear
6888 Causes the compiler to operate in semantic check mode,
6889 with full checking for all illegalities specified in the
6890 Ada Reference Manual, but without generation of any object code
6891 (no object file is generated).
6892
6893 Because dependent files must be accessed, you must follow the GNAT
6894 semantic restrictions on file structuring to operate in this mode:
6895
6896 @itemize @bullet
6897 @item
6898 The needed source files must be accessible
6899 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
6900
6901 @item
6902 Each file must contain only one compilation unit.
6903
6904 @item
6905 The file name and unit name must match (@pxref{File Naming Rules}).
6906 @end itemize
6907
6908 The output consists of error messages as appropriate. No object file is
6909 generated. An @file{ALI} file is generated for use in the context of
6910 cross-reference tools, but this file is marked as not being suitable
6911 for binding (since no object file is generated).
6912 The checking corresponds exactly to the notion of
6913 legality in the Ada Reference Manual.
6914
6915 Any unit can be compiled in semantics-checking-only mode, including
6916 units that would not normally be compiled (subunits,
6917 and specifications where a separate body is present).
6918 @end table
6919
6920 @node Compiling Different Versions of Ada
6921 @subsection Compiling Different Versions of Ada
6922
6923 @noindent
6924 The switches described in this section allow you to explicitly specify
6925 the version of the Ada language that your programs are written in.
6926 By default @value{EDITION} assumes @value{DEFAULTLANGUAGEVERSION},
6927 but you can also specify @value{NONDEFAULTLANGUAGEVERSION} or
6928 indicate Ada 83 compatibility mode.
6929
6930 @table @option
6931 @cindex Compatibility with Ada 83
6932
6933 @item -gnat83 (Ada 83 Compatibility Mode)
6934 @cindex @option{-gnat83} (@command{gcc})
6935 @cindex ACVC, Ada 83 tests
6936 @cindex Ada 83 mode
6937
6938 @noindent
6939 Although GNAT is primarily an Ada 95 / Ada 2005 compiler, this switch
6940 specifies that the program is to be compiled in Ada 83 mode. With
6941 @option{-gnat83}, GNAT rejects most post-Ada 83 extensions and applies Ada 83
6942 semantics where this can be done easily.
6943 It is not possible to guarantee this switch does a perfect
6944 job; some subtle tests, such as are
6945 found in earlier ACVC tests (and that have been removed from the ACATS suite
6946 for Ada 95), might not compile correctly.
6947 Nevertheless, this switch may be useful in some circumstances, for example
6948 where, due to contractual reasons, existing code needs to be maintained
6949 using only Ada 83 features.
6950
6951 With few exceptions (most notably the need to use @code{<>} on
6952 @cindex Generic formal parameters
6953 unconstrained generic formal parameters, the use of the new Ada 95 / Ada 2005
6954 reserved words, and the use of packages
6955 with optional bodies), it is not necessary to specify the
6956 @option{-gnat83} switch when compiling Ada 83 programs, because, with rare
6957 exceptions, Ada 95 and Ada 2005 are upwardly compatible with Ada 83. Thus
6958 a correct Ada 83 program is usually also a correct program
6959 in these later versions of the language standard.
6960 For further information, please refer to @ref{Compatibility and Porting Guide}.
6961
6962 @item -gnat95 (Ada 95 mode)
6963 @cindex @option{-gnat95} (@command{gcc})
6964 @cindex Ada 95 mode
6965
6966 @noindent
6967 This switch directs the compiler to implement the Ada 95 version of the
6968 language.
6969 Since Ada 95 is almost completely upwards
6970 compatible with Ada 83, Ada 83 programs may generally be compiled using
6971 this switch (see the description of the @option{-gnat83} switch for further
6972 information about Ada 83 mode).
6973 If an Ada 2005 program is compiled in Ada 95 mode,
6974 uses of the new Ada 2005 features will cause error
6975 messages or warnings.
6976
6977 This switch also can be used to cancel the effect of a previous
6978 @option{-gnat83}, @option{-gnat05/2005}, or @option{-gnat12/2012}
6979 switch earlier in the command line.
6980
6981 @item -gnat05 or -gnat2005 (Ada 2005 mode)
6982 @cindex @option{-gnat05} (@command{gcc})
6983 @cindex @option{-gnat2005} (@command{gcc})
6984 @cindex Ada 2005 mode
6985
6986 @noindent
6987 This switch directs the compiler to implement the Ada 2005 version of the
6988 language, as documented in the official Ada standards document.
6989 Since Ada 2005 is almost completely upwards
6990 compatible with Ada 95 (and thus also with Ada 83), Ada 83 and Ada 95 programs
6991 may generally be compiled using this switch (see the description of the
6992 @option{-gnat83} and @option{-gnat95} switches for further
6993 information).
6994
6995 @ifset PROEDITION
6996 Note that even though Ada 2005 is the current official version of the
6997 language, GNAT still compiles in Ada 95 mode by default, so if you are
6998 using Ada 2005 features in your program, you must use this switch (or
6999 the equivalent Ada_05 or Ada_2005 configuration pragmas).
7000 @end ifset
7001
7002 @item -gnat12 or -gnat2012 (Ada 2012 mode)
7003 @cindex @option{-gnat12} (@command{gcc})
7004 @cindex @option{-gnat2012} (@command{gcc})
7005 @cindex Ada 2012 mode
7006
7007 @noindent
7008 This switch directs the compiler to implement the Ada 2012 version of the
7009 language.
7010 Since Ada 2012 is almost completely upwards
7011 compatible with Ada 2005 (and thus also with Ada 83, and Ada 95),
7012 Ada 83 and Ada 95 programs
7013 may generally be compiled using this switch (see the description of the
7014 @option{-gnat83}, @option{-gnat95}, and @option{-gnat05/2005} switches
7015 for further information).
7016
7017 For information about the approved ``Ada Issues'' that have been incorporated
7018 into Ada 2012, see @url{http://www.ada-auth.org/ais.html}.
7019 Included with GNAT releases is a file @file{features-ada12} that describes
7020 the set of implemented Ada 2012 features.
7021
7022 @item -gnatX (Enable GNAT Extensions)
7023 @cindex @option{-gnatX} (@command{gcc})
7024 @cindex Ada language extensions
7025 @cindex GNAT extensions
7026
7027 @noindent
7028 This switch directs the compiler to implement the latest version of the
7029 language (currently Ada 2012) and also to enable certain GNAT implementation
7030 extensions that are not part of any Ada standard. For a full list of these
7031 extensions, see the GNAT reference manual.
7032
7033 @end table
7034
7035 @node Character Set Control
7036 @subsection Character Set Control
7037 @table @option
7038 @item ^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET=^@var{c}
7039 @cindex @option{^-gnati^/IDENTIFIER_CHARACTER_SET^} (@command{gcc})
7040
7041 @noindent
7042 Normally GNAT recognizes the Latin-1 character set in source program
7043 identifiers, as described in the Ada Reference Manual.
7044 This switch causes
7045 GNAT to recognize alternate character sets in identifiers. @var{c} is a
7046 single character ^^or word^ indicating the character set, as follows:
7047
7048 @table @code
7049 @item 1
7050 ISO 8859-1 (Latin-1) identifiers
7051
7052 @item 2
7053 ISO 8859-2 (Latin-2) letters allowed in identifiers
7054
7055 @item 3
7056 ISO 8859-3 (Latin-3) letters allowed in identifiers
7057
7058 @item 4
7059 ISO 8859-4 (Latin-4) letters allowed in identifiers
7060
7061 @item 5
7062 ISO 8859-5 (Cyrillic) letters allowed in identifiers
7063
7064 @item 9
7065 ISO 8859-15 (Latin-9) letters allowed in identifiers
7066
7067 @item ^p^PC^
7068 IBM PC letters (code page 437) allowed in identifiers
7069
7070 @item ^8^PC850^
7071 IBM PC letters (code page 850) allowed in identifiers
7072
7073 @item ^f^FULL_UPPER^
7074 Full upper-half codes allowed in identifiers
7075
7076 @item ^n^NO_UPPER^
7077 No upper-half codes allowed in identifiers
7078
7079 @item ^w^WIDE^
7080 Wide-character codes (that is, codes greater than 255)
7081 allowed in identifiers
7082 @end table
7083
7084 @xref{Foreign Language Representation}, for full details on the
7085 implementation of these character sets.
7086
7087 @item ^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING=^@var{e}
7088 @cindex @option{^-gnatW^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} (@command{gcc})
7089 Specify the method of encoding for wide characters.
7090 @var{e} is one of the following:
7091
7092 @table @code
7093
7094 @item ^h^HEX^
7095 Hex encoding (brackets coding also recognized)
7096
7097 @item ^u^UPPER^
7098 Upper half encoding (brackets encoding also recognized)
7099
7100 @item ^s^SHIFT_JIS^
7101 Shift/JIS encoding (brackets encoding also recognized)
7102
7103 @item ^e^EUC^
7104 EUC encoding (brackets encoding also recognized)
7105
7106 @item ^8^UTF8^
7107 UTF-8 encoding (brackets encoding also recognized)
7108
7109 @item ^b^BRACKETS^
7110 Brackets encoding only (default value)
7111 @end table
7112 For full details on these encoding
7113 methods see @ref{Wide Character Encodings}.
7114 Note that brackets coding is always accepted, even if one of the other
7115 options is specified, so for example @option{-gnatW8} specifies that both
7116 brackets and UTF-8 encodings will be recognized. The units that are
7117 with'ed directly or indirectly will be scanned using the specified
7118 representation scheme, and so if one of the non-brackets scheme is
7119 used, it must be used consistently throughout the program. However,
7120 since brackets encoding is always recognized, it may be conveniently
7121 used in standard libraries, allowing these libraries to be used with
7122 any of the available coding schemes.
7123 scheme.
7124
7125 If no @option{-gnatW?} parameter is present, then the default
7126 representation is normally Brackets encoding only. However, if the
7127 first three characters of the file are 16#EF# 16#BB# 16#BF# (the standard
7128 byte order mark or BOM for UTF-8), then these three characters are
7129 skipped and the default representation for the file is set to UTF-8.
7130
7131 Note that the wide character representation that is specified (explicitly
7132 or by default) for the main program also acts as the default encoding used
7133 for Wide_Text_IO files if not specifically overridden by a WCEM form
7134 parameter.
7135
7136 @end table
7137 @node File Naming Control
7138 @subsection File Naming Control
7139
7140 @table @option
7141 @item ^-gnatk^/FILE_NAME_MAX_LENGTH=^@var{n}
7142 @cindex @option{-gnatk} (@command{gcc})
7143 Activates file name ``krunching''. @var{n}, a decimal integer in the range
7144 1-999, indicates the maximum allowable length of a file name (not
7145 including the @file{.ads} or @file{.adb} extension). The default is not
7146 to enable file name krunching.
7147
7148 For the source file naming rules, @xref{File Naming Rules}.
7149 @end table
7150
7151 @node Subprogram Inlining Control
7152 @subsection Subprogram Inlining Control
7153
7154 @table @option
7155 @c !sort!
7156 @item -gnatn
7157 @cindex @option{-gnatn} (@command{gcc})
7158 @ifclear vms
7159 The @code{n} here is intended to suggest the first syllable of the
7160 word ``inline''.
7161 @end ifclear
7162 GNAT recognizes and processes @code{Inline} pragmas. However, for the
7163 inlining to actually occur, optimization must be enabled. To enable
7164 inlining of subprograms specified by pragma @code{Inline},
7165 you must also specify this switch.
7166 In the absence of this switch, GNAT does not attempt
7167 inlining and does not need to access the bodies of
7168 subprograms for which @code{pragma Inline} is specified if they are not
7169 in the current unit.
7170
7171 If you specify this switch the compiler will access these bodies,
7172 creating an extra source dependency for the resulting object file, and
7173 where possible, the call will be inlined.
7174 For further details on when inlining is possible
7175 see @ref{Inlining of Subprograms}.
7176
7177 @item -gnatN
7178 @cindex @option{-gnatN} (@command{gcc})
7179 This switch activates front-end inlining which also
7180 generates additional dependencies.
7181
7182 When using a gcc-based back end (in practice this means using any version
7183 of GNAT other than the JGNAT, .NET or GNAAMP versions), then the use of
7184 @option{-gnatN} is deprecated, and the use of @option{-gnatn} is preferred.
7185 Historically front end inlining was more extensive than the gcc back end
7186 inlining, but that is no longer the case.
7187 @end table
7188
7189 @node Auxiliary Output Control
7190 @subsection Auxiliary Output Control
7191
7192 @table @option
7193 @item -gnatt
7194 @cindex @option{-gnatt} (@command{gcc})
7195 @cindex Writing internal trees
7196 @cindex Internal trees, writing to file
7197 Causes GNAT to write the internal tree for a unit to a file (with the
7198 extension @file{.adt}.
7199 This not normally required, but is used by separate analysis tools.
7200 Typically
7201 these tools do the necessary compilations automatically, so you should
7202 not have to specify this switch in normal operation.
7203 Note that the combination of switches @option{-gnatct}
7204 generates a tree in the form required by ASIS applications.
7205
7206 @item -gnatu
7207 @cindex @option{-gnatu} (@command{gcc})
7208 Print a list of units required by this compilation on @file{stdout}.
7209 The listing includes all units on which the unit being compiled depends
7210 either directly or indirectly.
7211
7212 @ifclear vms
7213 @item -pass-exit-codes
7214 @cindex @option{-pass-exit-codes} (@command{gcc})
7215 If this switch is not used, the exit code returned by @command{gcc} when
7216 compiling multiple files indicates whether all source files have
7217 been successfully used to generate object files or not.
7218
7219 When @option{-pass-exit-codes} is used, @command{gcc} exits with an extended
7220 exit status and allows an integrated development environment to better
7221 react to a compilation failure. Those exit status are:
7222
7223 @table @asis
7224 @item 5
7225 There was an error in at least one source file.
7226 @item 3
7227 At least one source file did not generate an object file.
7228 @item 2
7229 The compiler died unexpectedly (internal error for example).
7230 @item 0
7231 An object file has been generated for every source file.
7232 @end table
7233 @end ifclear
7234 @end table
7235
7236 @node Debugging Control
7237 @subsection Debugging Control
7238
7239 @table @option
7240 @c !sort!
7241 @cindex Debugging options
7242 @ifclear vms
7243 @item -gnatd@var{x}
7244 @cindex @option{-gnatd} (@command{gcc})
7245 Activate internal debugging switches. @var{x} is a letter or digit, or
7246 string of letters or digits, which specifies the type of debugging
7247 outputs desired. Normally these are used only for internal development
7248 or system debugging purposes. You can find full documentation for these
7249 switches in the body of the @code{Debug} unit in the compiler source
7250 file @file{debug.adb}.
7251 @end ifclear
7252
7253 @item -gnatG[=nn]
7254 @cindex @option{-gnatG} (@command{gcc})
7255 This switch causes the compiler to generate auxiliary output containing
7256 a pseudo-source listing of the generated expanded code. Like most Ada
7257 compilers, GNAT works by first transforming the high level Ada code into
7258 lower level constructs. For example, tasking operations are transformed
7259 into calls to the tasking run-time routines. A unique capability of GNAT
7260 is to list this expanded code in a form very close to normal Ada source.
7261 This is very useful in understanding the implications of various Ada
7262 usage on the efficiency of the generated code. There are many cases in
7263 Ada (e.g.@: the use of controlled types), where simple Ada statements can
7264 generate a lot of run-time code. By using @option{-gnatG} you can identify
7265 these cases, and consider whether it may be desirable to modify the coding
7266 approach to improve efficiency.
7267
7268 The optional parameter @code{nn} if present after -gnatG specifies an
7269 alternative maximum line length that overrides the normal default of 72.
7270 This value is in the range 40-999999, values less than 40 being silently
7271 reset to 40. The equal sign is optional.
7272
7273 The format of the output is very similar to standard Ada source, and is
7274 easily understood by an Ada programmer. The following special syntactic
7275 additions correspond to low level features used in the generated code that
7276 do not have any exact analogies in pure Ada source form. The following
7277 is a partial list of these special constructions. See the spec
7278 of package @code{Sprint} in file @file{sprint.ads} for a full list.
7279
7280 If the switch @option{-gnatL} is used in conjunction with
7281 @cindex @option{-gnatL} (@command{gcc})
7282 @option{-gnatG}, then the original source lines are interspersed
7283 in the expanded source (as comment lines with the original line number).
7284
7285 @table @code
7286 @item new @var{xxx} @r{[}storage_pool = @var{yyy}@r{]}
7287 Shows the storage pool being used for an allocator.
7288
7289 @item at end @var{procedure-name};
7290 Shows the finalization (cleanup) procedure for a scope.
7291
7292 @item (if @var{expr} then @var{expr} else @var{expr})
7293 Conditional expression equivalent to the @code{x?y:z} construction in C.
7294
7295 @item @var{target}^^^(@var{source})
7296 A conversion with floating-point truncation instead of rounding.
7297
7298 @item @var{target}?(@var{source})
7299 A conversion that bypasses normal Ada semantic checking. In particular
7300 enumeration types and fixed-point types are treated simply as integers.
7301
7302 @item @var{target}?^^^(@var{source})
7303 Combines the above two cases.
7304
7305 @item @var{x} #/ @var{y}
7306 @itemx @var{x} #mod @var{y}
7307 @itemx @var{x} #* @var{y}
7308 @itemx @var{x} #rem @var{y}
7309 A division or multiplication of fixed-point values which are treated as
7310 integers without any kind of scaling.
7311
7312 @item free @var{expr} @r{[}storage_pool = @var{xxx}@r{]}
7313 Shows the storage pool associated with a @code{free} statement.
7314
7315 @item [subtype or type declaration]
7316 Used to list an equivalent declaration for an internally generated
7317 type that is referenced elsewhere in the listing.
7318
7319 @c @item freeze @var{type-name} @ovar{actions}
7320 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
7321 @item freeze @var{type-name} @r{[}@var{actions}@r{]}
7322 Shows the point at which @var{type-name} is frozen, with possible
7323 associated actions to be performed at the freeze point.
7324
7325 @item reference @var{itype}
7326 Reference (and hence definition) to internal type @var{itype}.
7327
7328 @item @var{function-name}! (@var{arg}, @var{arg}, @var{arg})
7329 Intrinsic function call.
7330
7331 @item @var{label-name} : label
7332 Declaration of label @var{labelname}.
7333
7334 @item #$ @var{subprogram-name}
7335 An implicit call to a run-time support routine
7336 (to meet the requirement of H.3.1(9) in a
7337 convenient manner).
7338
7339 @item @var{expr} && @var{expr} && @var{expr} @dots{} && @var{expr}
7340 A multiple concatenation (same effect as @var{expr} & @var{expr} &
7341 @var{expr}, but handled more efficiently).
7342
7343 @item [constraint_error]
7344 Raise the @code{Constraint_Error} exception.
7345
7346 @item @var{expression}'reference
7347 A pointer to the result of evaluating @var{expression}.
7348
7349 @item @var{target-type}!(@var{source-expression})
7350 An unchecked conversion of @var{source-expression} to @var{target-type}.
7351
7352 @item [@var{numerator}/@var{denominator}]
7353 Used to represent internal real literals (that) have no exact
7354 representation in base 2-16 (for example, the result of compile time
7355 evaluation of the expression 1.0/27.0).
7356 @end table
7357
7358 @item -gnatD[=nn]
7359 @cindex @option{-gnatD} (@command{gcc})
7360 When used in conjunction with @option{-gnatG}, this switch causes
7361 the expanded source, as described above for
7362 @option{-gnatG} to be written to files with names
7363 @file{^xxx.dg^XXX_DG^}, where @file{xxx} is the normal file name,
7364 instead of to the standard output file. For
7365 example, if the source file name is @file{hello.adb}, then a file
7366 @file{^hello.adb.dg^HELLO.ADB_DG^} will be written.  The debugging
7367 information generated by the @command{gcc} @option{^-g^/DEBUG^} switch
7368 will refer to the generated @file{^xxx.dg^XXX_DG^} file. This allows
7369 you to do source level debugging using the generated code which is
7370 sometimes useful for complex code, for example to find out exactly
7371 which part of a complex construction raised an exception. This switch
7372 also suppress generation of cross-reference information (see
7373 @option{-gnatx}) since otherwise the cross-reference information
7374 would refer to the @file{^.dg^.DG^} file, which would cause
7375 confusion since this is not the original source file.
7376
7377 Note that @option{-gnatD} actually implies @option{-gnatG}
7378 automatically, so it is not necessary to give both options.
7379 In other words @option{-gnatD} is equivalent to @option{-gnatDG}).
7380
7381 If the switch @option{-gnatL} is used in conjunction with
7382 @cindex @option{-gnatL} (@command{gcc})
7383 @option{-gnatDG}, then the original source lines are interspersed
7384 in the expanded source (as comment lines with the original line number).
7385
7386 The optional parameter @code{nn} if present after -gnatD specifies an
7387 alternative maximum line length that overrides the normal default of 72.
7388 This value is in the range 40-999999, values less than 40 being silently
7389 reset to 40. The equal sign is optional.
7390
7391 @item -gnatr
7392 @cindex @option{-gnatr} (@command{gcc})
7393 @cindex pragma Restrictions
7394 This switch causes pragma Restrictions to be treated as Restriction_Warnings
7395 so that violation of restrictions causes warnings rather than illegalities.
7396 This is useful during the development process when new restrictions are added
7397 or investigated. The switch also causes pragma Profile to be treated as
7398 Profile_Warnings, and pragma Restricted_Run_Time and pragma Ravenscar set
7399 restriction warnings rather than restrictions.
7400
7401 @ifclear vms
7402 @item -gnatR@r{[}0@r{|}1@r{|}2@r{|}3@r{[}s@r{]]}
7403 @cindex @option{-gnatR} (@command{gcc})
7404 This switch controls output from the compiler of a listing showing
7405 representation information for declared types and objects. For
7406 @option{-gnatR0}, no information is output (equivalent to omitting
7407 the @option{-gnatR} switch). For @option{-gnatR1} (which is the default,
7408 so @option{-gnatR} with no parameter has the same effect), size and alignment
7409 information is listed for declared array and record types. For
7410 @option{-gnatR2}, size and alignment information is listed for all
7411 declared types and objects. Finally @option{-gnatR3} includes symbolic
7412 expressions for values that are computed at run time for
7413 variant records. These symbolic expressions have a mostly obvious
7414 format with #n being used to represent the value of the n'th
7415 discriminant. See source files @file{repinfo.ads/adb} in the
7416 @code{GNAT} sources for full details on the format of @option{-gnatR3}
7417 output. If the switch is followed by an s (e.g.@: @option{-gnatR2s}), then
7418 the output is to a file with the name @file{^file.rep^file_REP^} where
7419 file is the name of the corresponding source file.
7420 @end ifclear
7421 @ifset vms
7422 @item /REPRESENTATION_INFO
7423 @cindex @option{/REPRESENTATION_INFO} (@command{gcc})
7424 This qualifier controls output from the compiler of a listing showing
7425 representation information for declared types and objects. For
7426 @option{/REPRESENTATION_INFO=NONE}, no information is output
7427 (equivalent to omitting the @option{/REPRESENTATION_INFO} qualifier).
7428 @option{/REPRESENTATION_INFO} without option is equivalent to
7429 @option{/REPRESENTATION_INFO=ARRAYS}.
7430 For @option{/REPRESENTATION_INFO=ARRAYS}, size and alignment
7431 information is listed for declared array and record types. For
7432 @option{/REPRESENTATION_INFO=OBJECTS}, size and alignment information
7433 is listed for all expression information for values that are computed
7434 at run time for variant records. These symbolic expressions have a mostly
7435 obvious format with #n being used to represent the value of the n'th
7436 discriminant. See source files @file{REPINFO.ADS/ADB} in the
7437 @code{GNAT} sources for full details on the format of
7438 @option{/REPRESENTATION_INFO=SYMBOLIC} output.
7439 If _FILE is added at the end of an option
7440 (e.g.@: @option{/REPRESENTATION_INFO=ARRAYS_FILE}),
7441 then the output is to a file with the name @file{file_REP} where
7442 file is the name of the corresponding source file.
7443 @end ifset
7444 Note that it is possible for record components to have zero size. In
7445 this case, the component clause uses an obvious extension of permitted
7446 Ada syntax, for example @code{at 0 range 0 .. -1}.
7447
7448 Representation information requires that code be generated (since it is the
7449 code generator that lays out complex data structures). If an attempt is made
7450 to output representation information when no code is generated, for example
7451 when a subunit is compiled on its own, then no information can be generated
7452 and the compiler outputs a message to this effect.
7453
7454 @item -gnatS
7455 @cindex @option{-gnatS} (@command{gcc})
7456 The use of the switch @option{-gnatS} for an
7457 Ada compilation will cause the compiler to output a
7458 representation of package Standard in a form very
7459 close to standard Ada. It is not quite possible to
7460 do this entirely in standard Ada (since new
7461 numeric base types cannot be created in standard
7462 Ada), but the output is easily
7463 readable to any Ada programmer, and is useful to
7464 determine the characteristics of target dependent
7465 types in package Standard.
7466
7467 @item -gnatx
7468 @cindex @option{-gnatx} (@command{gcc})
7469 Normally the compiler generates full cross-referencing information in
7470 the @file{ALI} file. This information is used by a number of tools,
7471 including @code{gnatfind} and @code{gnatxref}. The @option{-gnatx} switch
7472 suppresses this information. This saves some space and may slightly
7473 speed up compilation, but means that these tools cannot be used.
7474 @end table
7475
7476 @node Exception Handling Control
7477 @subsection Exception Handling Control
7478
7479 @noindent
7480 GNAT uses two methods for handling exceptions at run-time. The
7481 @code{setjmp/longjmp} method saves the context when entering
7482 a frame with an exception handler. Then when an exception is
7483 raised, the context can be restored immediately, without the
7484 need for tracing stack frames. This method provides very fast
7485 exception propagation, but introduces significant overhead for
7486 the use of exception handlers, even if no exception is raised.
7487
7488 The other approach is called ``zero cost'' exception handling.
7489 With this method, the compiler builds static tables to describe
7490 the exception ranges. No dynamic code is required when entering
7491 a frame containing an exception handler. When an exception is
7492 raised, the tables are used to control a back trace of the
7493 subprogram invocation stack to locate the required exception
7494 handler. This method has considerably poorer performance for
7495 the propagation of exceptions, but there is no overhead for
7496 exception handlers if no exception is raised. Note that in this
7497 mode and in the context of mixed Ada and C/C++ programming,
7498 to propagate an exception through a C/C++ code, the C/C++ code
7499 must be compiled with the @option{-funwind-tables} GCC's
7500 option.
7501
7502 The following switches may be used to control which of the
7503 two exception handling methods is used.
7504
7505 @table @option
7506 @c !sort!
7507
7508 @item --RTS=sjlj
7509 @cindex @option{--RTS=sjlj} (@command{gnatmake})
7510 This switch causes the setjmp/longjmp run-time (when available) to be used
7511 for exception handling. If the default
7512 mechanism for the target is zero cost exceptions, then
7513 this switch can be used to modify this default, and must be
7514 used for all units in the partition.
7515 This option is rarely used. One case in which it may be
7516 advantageous is if you have an application where exception
7517 raising is common and the overall performance of the
7518 application is improved by favoring exception propagation.
7519
7520 @item --RTS=zcx
7521 @cindex @option{--RTS=zcx} (@command{gnatmake})
7522 @cindex Zero Cost Exceptions
7523 This switch causes the zero cost approach to be used
7524 for exception handling. If this is the default mechanism for the
7525 target (see below), then this switch is unneeded. If the default
7526 mechanism for the target is setjmp/longjmp exceptions, then
7527 this switch can be used to modify this default, and must be
7528 used for all units in the partition.
7529 This option can only be used if the zero cost approach
7530 is available for the target in use, otherwise it will generate an error.
7531 @end table
7532
7533 @noindent
7534 The same option @option{--RTS} must be used both for @command{gcc}
7535 and @command{gnatbind}. Passing this option to @command{gnatmake}
7536 (@pxref{Switches for gnatmake}) will ensure the required consistency
7537 through the compilation and binding steps.
7538
7539 @node Units to Sources Mapping Files
7540 @subsection Units to Sources Mapping Files
7541
7542 @table @option
7543
7544 @item -gnatem=@var{path}
7545 @cindex @option{-gnatem} (@command{gcc})
7546 A mapping file is a way to communicate to the compiler two mappings:
7547 from unit names to file names (without any directory information) and from
7548 file names to path names (with full directory information). These mappings
7549 are used by the compiler to short-circuit the path search.
7550
7551 The use of mapping files is not required for correct operation of the
7552 compiler, but mapping files can improve efficiency, particularly when
7553 sources are read over a slow network connection. In normal operation,
7554 you need not be concerned with the format or use of mapping files,
7555 and the @option{-gnatem} switch is not a switch that you would use
7556 explicitly. It is intended primarily for use by automatic tools such as
7557 @command{gnatmake} running under the project file facility. The
7558 description here of the format of mapping files is provided
7559 for completeness and for possible use by other tools.
7560
7561 A mapping file is a sequence of sets of three lines. In each set, the
7562 first line is the unit name, in lower case, with @code{%s} appended
7563 for specs and @code{%b} appended for bodies; the second line is the
7564 file name; and the third line is the path name.
7565
7566 Example:
7567 @smallexample
7568    main%b
7569    main.2.ada
7570    /gnat/project1/sources/main.2.ada
7571 @end smallexample
7572
7573 When the switch @option{-gnatem} is specified, the compiler will
7574 create in memory the two mappings from the specified file. If there is
7575 any problem (nonexistent file, truncated file or duplicate entries),
7576 no mapping will be created.
7577
7578 Several @option{-gnatem} switches may be specified; however, only the
7579 last one on the command line will be taken into account.
7580
7581 When using a project file, @command{gnatmake} creates a temporary
7582 mapping file and communicates it to the compiler using this switch.
7583
7584 @end table
7585
7586 @node Integrated Preprocessing
7587 @subsection Integrated Preprocessing
7588
7589 @noindent
7590 GNAT sources may be preprocessed immediately before compilation.
7591 In this case, the actual
7592 text of the source is not the text of the source file, but is derived from it
7593 through a process called preprocessing. Integrated preprocessing is specified
7594 through switches @option{-gnatep} and/or @option{-gnateD}. @option{-gnatep}
7595 indicates, through a text file, the preprocessing data to be used.
7596 @option{-gnateD} specifies or modifies the values of preprocessing symbol.
7597
7598 @noindent
7599 Note that when integrated preprocessing is used, the output from the
7600 preprocessor is not written to any external file. Instead it is passed
7601 internally to the compiler. If you need to preserve the result of
7602 preprocessing in a file, then you should use @command{gnatprep}
7603 to perform the desired preprocessing in stand-alone mode.
7604
7605 @noindent
7606 It is recommended that @command{gnatmake} switch ^-s^/SWITCH_CHECK^ should be
7607 used when Integrated Preprocessing is used. The reason is that preprocessing
7608 with another Preprocessing Data file without changing the sources will
7609 not trigger recompilation without this switch.
7610
7611 @noindent
7612 Note that @command{gnatmake} switch ^-m^/MINIMAL_RECOMPILATION^ will almost
7613 always trigger recompilation for sources that are preprocessed,
7614 because @command{gnatmake} cannot compute the checksum of the source after
7615 preprocessing.
7616
7617 @noindent
7618 The actual preprocessing function is described in details in section
7619 @ref{Preprocessing Using gnatprep}. This section only describes how integrated
7620 preprocessing is triggered and parameterized.
7621
7622 @table @code
7623
7624 @item -gnatep=@var{file}
7625 @cindex @option{-gnatep} (@command{gcc})
7626 This switch indicates to the compiler the file name (without directory
7627 information) of the preprocessor data file to use. The preprocessor data file
7628 should be found in the source directories.
7629
7630 @noindent
7631 A preprocessing data file is a text file with significant lines indicating
7632 how should be preprocessed either a specific source or all sources not
7633 mentioned in other lines. A significant line is a nonempty, non-comment line.
7634 Comments are similar to Ada comments.
7635
7636 @noindent
7637 Each significant line starts with either a literal string or the character '*'.
7638 A literal string is the file name (without directory information) of the source
7639 to preprocess. A character '*' indicates the preprocessing for all the sources
7640 that are not specified explicitly on other lines (order of the lines is not
7641 significant). It is an error to have two lines with the same file name or two
7642 lines starting with the character '*'.
7643
7644 @noindent
7645 After the file name or the character '*', another optional literal string
7646 indicating the file name of the definition file to be used for preprocessing
7647 (@pxref{Form of Definitions File}). The definition files are found by the
7648 compiler in one of the source directories. In some cases, when compiling
7649 a source in a directory other than the current directory, if the definition
7650 file is in the current directory, it may be necessary to add the current
7651 directory as a source directory through switch ^-I.^/SEARCH=[]^, otherwise
7652 the compiler would not find the definition file.
7653
7654 @noindent
7655 Then, optionally, ^switches^switches^ similar to those of @code{gnatprep} may
7656 be found. Those ^switches^switches^ are:
7657
7658 @table @code
7659
7660 @item -b
7661 Causes both preprocessor lines and the lines deleted by
7662 preprocessing to be replaced by blank lines, preserving the line number.
7663 This ^switch^switch^ is always implied; however, if specified after @option{-c}
7664 it cancels the effect of @option{-c}.
7665
7666 @item -c
7667 Causes both preprocessor lines and the lines deleted
7668 by preprocessing to be retained as comments marked
7669 with the special string ``@code{--! }''.
7670
7671 @item -Dsymbol=value
7672 Define or redefine a symbol, associated with value. A symbol is an Ada
7673 identifier, or an Ada reserved word, with the exception of @code{if},
7674 @code{else}, @code{elsif}, @code{end}, @code{and}, @code{or} and @code{then}.
7675 @code{value} is either a literal string, an Ada identifier or any Ada reserved
7676 word. A symbol declared with this ^switch^switch^ replaces a symbol with the
7677 same name defined in a definition file.
7678
7679 @item -s
7680 Causes a sorted list of symbol names and values to be
7681 listed on the standard output file.
7682
7683 @item -u
7684 Causes undefined symbols to be treated as having the value @code{FALSE}
7685 in the context
7686 of a preprocessor test. In the absence of this option, an undefined symbol in
7687 a @code{#if} or @code{#elsif} test will be treated as an error.
7688
7689 @end table
7690
7691 @noindent
7692 Examples of valid lines in a preprocessor data file:
7693
7694 @smallexample
7695   "toto.adb"  "prep.def" -u
7696   --  preprocess "toto.adb", using definition file "prep.def",
7697   --  undefined symbol are False.
7698
7699   * -c -DVERSION=V101
7700   --  preprocess all other sources without a definition file;
7701   --  suppressed lined are commented; symbol VERSION has the value V101.
7702
7703   "titi.adb" "prep2.def" -s
7704   --  preprocess "titi.adb", using definition file "prep2.def";
7705   --  list all symbols with their values.
7706 @end smallexample
7707
7708 @item ^-gnateD^/DATA_PREPROCESSING=^symbol@r{[}=value@r{]}
7709 @cindex @option{-gnateD} (@command{gcc})
7710 Define or redefine a preprocessing symbol, associated with value. If no value
7711 is given on the command line, then the value of the symbol is @code{True}.
7712 A symbol is an identifier, following normal Ada (case-insensitive)
7713 rules for its syntax, and value is any sequence (including an empty sequence)
7714 of characters from the set (letters, digits, period, underline).
7715 Ada reserved words may be used as symbols, with the exceptions of @code{if},
7716 @code{else}, @code{elsif}, @code{end}, @code{and}, @code{or} and @code{then}.
7717
7718 @noindent
7719 A symbol declared with this ^switch^switch^ on the command line replaces a
7720 symbol with the same name either in a definition file or specified with a
7721 ^switch^switch^ -D in the preprocessor data file.
7722
7723 @noindent
7724 This switch is similar to switch @option{^-D^/ASSOCIATE^} of @code{gnatprep}.
7725
7726 @item -gnateG
7727 When integrated preprocessing is performed and the preprocessor modifies
7728 the source text, write the result of this preprocessing into a file
7729 <source>^.prep^_prep^.
7730
7731 @end table
7732
7733 @node Code Generation Control
7734 @subsection Code Generation Control
7735
7736 @noindent
7737
7738 The GCC technology provides a wide range of target dependent
7739 @option{-m} switches for controlling
7740 details of code generation with respect to different versions of
7741 architectures. This includes variations in instruction sets (e.g.@:
7742 different members of the power pc family), and different requirements
7743 for optimal arrangement of instructions (e.g.@: different members of
7744 the x86 family). The list of available @option{-m} switches may be
7745 found in the GCC documentation.
7746
7747 Use of these @option{-m} switches may in some cases result in improved
7748 code performance.
7749
7750 The GNAT Pro technology is tested and qualified without any
7751 @option{-m} switches,
7752 so generally the most reliable approach is to avoid the use of these
7753 switches. However, we generally expect most of these switches to work
7754 successfully with GNAT Pro, and many customers have reported successful
7755 use of these options.
7756
7757 Our general advice is to avoid the use of @option{-m} switches unless
7758 special needs lead to requirements in this area. In particular,
7759 there is no point in using @option{-m} switches to improve performance
7760 unless you actually see a performance improvement.
7761
7762 @ifset vms
7763 @node Return Codes
7764 @subsection Return Codes
7765 @cindex Return Codes
7766 @cindex @option{/RETURN_CODES=VMS}
7767
7768 @noindent
7769 On VMS, GNAT compiled programs return POSIX-style codes by default,
7770 e.g.@: @option{/RETURN_CODES=POSIX}.
7771
7772 To enable VMS style return codes, use GNAT BIND and LINK with the option
7773 @option{/RETURN_CODES=VMS}. For example:
7774
7775 @smallexample
7776 GNAT BIND MYMAIN.ALI /RETURN_CODES=VMS
7777 GNAT LINK MYMAIN.ALI /RETURN_CODES=VMS
7778 @end smallexample
7779
7780 @noindent
7781 Programs built with /RETURN_CODES=VMS are suitable to be called in
7782 VMS DCL scripts. Programs compiled with the default /RETURN_CODES=POSIX
7783 are suitable for spawning with appropriate GNAT RTL routines.
7784
7785 @end ifset
7786
7787 @node Search Paths and the Run-Time Library (RTL)
7788 @section Search Paths and the Run-Time Library (RTL)
7789
7790 @noindent
7791 With the GNAT source-based library system, the compiler must be able to
7792 find source files for units that are needed by the unit being compiled.
7793 Search paths are used to guide this process.
7794
7795 The compiler compiles one source file whose name must be given
7796 explicitly on the command line. In other words, no searching is done
7797 for this file. To find all other source files that are needed (the most
7798 common being the specs of units), the compiler examines the following
7799 directories, in the following order:
7800
7801 @enumerate
7802 @item
7803 The directory containing the source file of the main unit being compiled
7804 (the file name on the command line).
7805
7806 @item
7807 Each directory named by an @option{^-I^/SOURCE_SEARCH^} switch given on the
7808 @command{gcc} command line, in the order given.
7809
7810 @item
7811 @findex ADA_PRJ_INCLUDE_FILE
7812 Each of the directories listed in the text file whose name is given
7813 by the @env{ADA_PRJ_INCLUDE_FILE} ^environment variable^logical name^.
7814
7815 @noindent
7816 @env{ADA_PRJ_INCLUDE_FILE} is normally set by gnatmake or by the ^gnat^GNAT^
7817 driver when project files are used. It should not normally be set
7818 by other means.
7819
7820 @item
7821 @findex ADA_INCLUDE_PATH
7822 Each of the directories listed in the value of the
7823 @env{ADA_INCLUDE_PATH} ^environment variable^logical name^.
7824 @ifclear vms
7825 Construct this value
7826 exactly as the @env{PATH} environment variable: a list of directory
7827 names separated by colons (semicolons when working with the NT version).
7828 @end ifclear
7829 @ifset vms
7830 Normally, define this value as a logical name containing a comma separated
7831 list of directory names.
7832
7833 This variable can also be defined by means of an environment string
7834 (an argument to the HP C exec* set of functions).
7835
7836 Logical Name:
7837 @smallexample
7838 DEFINE ANOTHER_PATH FOO:[BAG]
7839 DEFINE ADA_INCLUDE_PATH ANOTHER_PATH,FOO:[BAM],FOO:[BAR]
7840 @end smallexample
7841
7842 By default, the path includes GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.DECLIB]
7843 first, followed by the standard Ada
7844 libraries in GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.ADAINCLUDE].
7845 If this is not redefined, the user will obtain the HP Ada 83 IO packages
7846 (Text_IO, Sequential_IO, etc)
7847 instead of the standard Ada packages. Thus, in order to get the standard Ada
7848 packages by default, ADA_INCLUDE_PATH must be redefined.
7849 @end ifset
7850
7851 @item
7852 The content of the @file{ada_source_path} file which is part of the GNAT
7853 installation tree and is used to store standard libraries such as the
7854 GNAT Run Time Library (RTL) source files.
7855 @ifclear vms
7856 @ref{Installing a library}
7857 @end ifclear
7858 @end enumerate
7859
7860 @noindent
7861 Specifying the switch @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^}
7862 inhibits the use of the directory
7863 containing the source file named in the command line. You can still
7864 have this directory on your search path, but in this case it must be
7865 explicitly requested with a @option{^-I^/SOURCE_SEARCH^} switch.
7866
7867 Specifying the switch @option{-nostdinc}
7868 inhibits the search of the default location for the GNAT Run Time
7869 Library (RTL) source files.
7870
7871 The compiler outputs its object files and ALI files in the current
7872 working directory.
7873 @ifclear vms
7874 Caution: The object file can be redirected with the @option{-o} switch;
7875 however, @command{gcc} and @code{gnat1} have not been coordinated on this
7876 so the @file{ALI} file will not go to the right place. Therefore, you should
7877 avoid using the @option{-o} switch.
7878 @end ifclear
7879
7880 @findex System.IO
7881 The packages @code{Ada}, @code{System}, and @code{Interfaces} and their
7882 children make up the GNAT RTL, together with the simple @code{System.IO}
7883 package used in the @code{"Hello World"} example. The sources for these units
7884 are needed by the compiler and are kept together in one directory. Not
7885 all of the bodies are needed, but all of the sources are kept together
7886 anyway. In a normal installation, you need not specify these directory
7887 names when compiling or binding. Either the environment variables or
7888 the built-in defaults cause these files to be found.
7889
7890 In addition to the language-defined hierarchies (@code{System}, @code{Ada} and
7891 @code{Interfaces}), the GNAT distribution provides a fourth hierarchy,
7892 consisting of child units of @code{GNAT}. This is a collection of generally
7893 useful types, subprograms, etc. @xref{Top, GNAT Reference Manual, About
7894 This Guid, gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for further details.
7895
7896 Besides simplifying access to the RTL, a major use of search paths is
7897 in compiling sources from multiple directories. This can make
7898 development environments much more flexible.
7899
7900 @node Order of Compilation Issues
7901 @section Order of Compilation Issues
7902
7903 @noindent
7904 If, in our earlier example, there was a spec for the @code{hello}
7905 procedure, it would be contained in the file @file{hello.ads}; yet this
7906 file would not have to be explicitly compiled. This is the result of the
7907 model we chose to implement library management. Some of the consequences
7908 of this model are as follows:
7909
7910 @itemize @bullet
7911 @item
7912 There is no point in compiling specs (except for package
7913 specs with no bodies) because these are compiled as needed by clients. If
7914 you attempt a useless compilation, you will receive an error message.
7915 It is also useless to compile subunits because they are compiled as needed
7916 by the parent.
7917
7918 @item
7919 There are no order of compilation requirements: performing a
7920 compilation never obsoletes anything. The only way you can obsolete
7921 something and require recompilations is to modify one of the
7922 source files on which it depends.
7923
7924 @item
7925 There is no library as such, apart from the ALI files
7926 (@pxref{The Ada Library Information Files}, for information on the format
7927 of these files). For now we find it convenient to create separate ALI files,
7928 but eventually the information therein may be incorporated into the object
7929 file directly.
7930
7931 @item
7932 When you compile a unit, the source files for the specs of all units
7933 that it @code{with}'s, all its subunits, and the bodies of any generics it
7934 instantiates must be available (reachable by the search-paths mechanism
7935 described above), or you will receive a fatal error message.
7936 @end itemize
7937
7938 @node Examples
7939 @section Examples
7940
7941 @noindent
7942 The following are some typical Ada compilation command line examples:
7943
7944 @table @code
7945 @item $ gcc -c xyz.adb
7946 Compile body in file @file{xyz.adb} with all default options.
7947
7948 @ifclear vms
7949 @item $ gcc -c -O2 -gnata xyz-def.adb
7950 @end ifclear
7951 @ifset vms
7952 @item $ GNAT COMPILE /OPTIMIZE=ALL -gnata xyz-def.adb
7953 @end ifset
7954
7955 Compile the child unit package in file @file{xyz-def.adb} with extensive
7956 optimizations, and pragma @code{Assert}/@code{Debug} statements
7957 enabled.
7958
7959 @item $ gcc -c -gnatc abc-def.adb
7960 Compile the subunit in file @file{abc-def.adb} in semantic-checking-only
7961 mode.
7962 @end table
7963
7964 @node Binding Using gnatbind
7965 @chapter Binding Using @code{gnatbind}
7966 @findex gnatbind
7967
7968 @menu
7969 * Running gnatbind::
7970 * Switches for gnatbind::
7971 * Command-Line Access::
7972 * Search Paths for gnatbind::
7973 * Examples of gnatbind Usage::
7974 @end menu
7975
7976 @noindent
7977 This chapter describes the GNAT binder, @code{gnatbind}, which is used
7978 to bind compiled GNAT objects.
7979
7980 Note: to invoke @code{gnatbind} with a project file, use the @code{gnat}
7981 driver (see @ref{The GNAT Driver and Project Files}).
7982
7983 The @code{gnatbind} program performs four separate functions:
7984
7985 @enumerate
7986 @item
7987 Checks that a program is consistent, in accordance with the rules in
7988 Chapter 10 of the Ada Reference Manual. In particular, error
7989 messages are generated if a program uses inconsistent versions of a
7990 given unit.
7991
7992 @item
7993 Checks that an acceptable order of elaboration exists for the program
7994 and issues an error message if it cannot find an order of elaboration
7995 that satisfies the rules in Chapter 10 of the Ada Language Manual.
7996
7997 @item
7998 Generates a main program incorporating the given elaboration order.
7999 This program is a small Ada package (body and spec) that
8000 must be subsequently compiled
8001 using the GNAT compiler. The necessary compilation step is usually
8002 performed automatically by @command{gnatlink}. The two most important
8003 functions of this program
8004 are to call the elaboration routines of units in an appropriate order
8005 and to call the main program.
8006
8007 @item
8008 Determines the set of object files required by the given main program.
8009 This information is output in the forms of comments in the generated program,
8010 to be read by the @command{gnatlink} utility used to link the Ada application.
8011 @end enumerate
8012
8013 @node Running gnatbind
8014 @section Running @code{gnatbind}
8015
8016 @noindent
8017 The form of the @code{gnatbind} command is
8018
8019 @smallexample
8020 @c $ gnatbind @ovar{switches} @var{mainprog}@r{[}.ali@r{]} @ovar{switches}
8021 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
8022 $ gnatbind @r{[}@var{switches}@r{]} @var{mainprog}@r{[}.ali@r{]} @r{[}@var{switches}@r{]}
8023 @end smallexample
8024
8025 @noindent
8026 where @file{@var{mainprog}.adb} is the Ada file containing the main program
8027 unit body. @code{gnatbind} constructs an Ada
8028 package in two files whose names are
8029 @file{b~@var{mainprog}.ads}, and @file{b~@var{mainprog}.adb}.
8030 For example, if given the
8031 parameter @file{hello.ali}, for a main program contained in file
8032 @file{hello.adb}, the binder output files would be @file{b~hello.ads}
8033 and @file{b~hello.adb}.
8034
8035 When doing consistency checking, the binder takes into consideration
8036 any source files it can locate. For example, if the binder determines
8037 that the given main program requires the package @code{Pack}, whose
8038 @file{.ALI}
8039 file is @file{pack.ali} and whose corresponding source spec file is
8040 @file{pack.ads}, it attempts to locate the source file @file{pack.ads}
8041 (using the same search path conventions as previously described for the
8042 @command{gcc} command). If it can locate this source file, it checks that
8043 the time stamps
8044 or source checksums of the source and its references to in @file{ALI} files
8045 match. In other words, any @file{ALI} files that mentions this spec must have
8046 resulted from compiling this version of the source file (or in the case
8047 where the source checksums match, a version close enough that the
8048 difference does not matter).
8049
8050 @cindex Source files, use by binder
8051 The effect of this consistency checking, which includes source files, is
8052 that the binder ensures that the program is consistent with the latest
8053 version of the source files that can be located at bind time. Editing a
8054 source file without compiling files that depend on the source file cause
8055 error messages to be generated by the binder.
8056
8057 For example, suppose you have a main program @file{hello.adb} and a
8058 package @code{P}, from file @file{p.ads} and you perform the following
8059 steps:
8060
8061 @enumerate
8062 @item
8063 Enter @code{gcc -c hello.adb} to compile the main program.
8064
8065 @item
8066 Enter @code{gcc -c p.ads} to compile package @code{P}.
8067
8068 @item
8069 Edit file @file{p.ads}.
8070
8071 @item
8072 Enter @code{gnatbind hello}.
8073 @end enumerate
8074
8075 @noindent
8076 At this point, the file @file{p.ali} contains an out-of-date time stamp
8077 because the file @file{p.ads} has been edited. The attempt at binding
8078 fails, and the binder generates the following error messages:
8079
8080 @smallexample
8081 error: "hello.adb" must be recompiled ("p.ads" has been modified)
8082 error: "p.ads" has been modified and must be recompiled
8083 @end smallexample
8084
8085 @noindent
8086 Now both files must be recompiled as indicated, and then the bind can
8087 succeed, generating a main program. You need not normally be concerned
8088 with the contents of this file, but for reference purposes a sample
8089 binder output file is given in @ref{Example of Binder Output File}.
8090
8091 In most normal usage, the default mode of @command{gnatbind} which is to
8092 generate the main package in Ada, as described in the previous section.
8093 In particular, this means that any Ada programmer can read and understand
8094 the generated main program. It can also be debugged just like any other
8095 Ada code provided the @option{^-g^/DEBUG^} switch is used for
8096 @command{gnatbind} and @command{gnatlink}.
8097
8098 @node Switches for gnatbind
8099 @section Switches for @command{gnatbind}
8100
8101 @noindent
8102 The following switches are available with @code{gnatbind}; details will
8103 be presented in subsequent sections.
8104
8105 @menu
8106 * Consistency-Checking Modes::
8107 * Binder Error Message Control::
8108 * Elaboration Control::
8109 * Output Control::
8110 * Dynamic Allocation Control::
8111 * Binding with Non-Ada Main Programs::
8112 * Binding Programs with No Main Subprogram::
8113 @end menu
8114
8115 @table @option
8116 @c !sort!
8117
8118 @item --version
8119 @cindex @option{--version} @command{gnatbind}
8120 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
8121
8122 @item --help
8123 @cindex @option{--help} @command{gnatbind}
8124 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
8125 all other options.
8126
8127 @item -a
8128 @cindex @option{-a} @command{gnatbind}
8129 Indicates that, if supported by the platform, the adainit procedure should
8130 be treated as an initialisation routine by the linker (a constructor). This
8131 is intended to be used by the Project Manager to automatically initialize
8132 shared Stand-Alone Libraries.
8133
8134 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH^
8135 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@command{gnatbind})
8136 Specify directory to be searched for ALI files.
8137
8138 @item ^-aI^/SOURCE_SEARCH^
8139 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@command{gnatbind})
8140 Specify directory to be searched for source file.
8141
8142 @item ^-A^/ALI_LIST^@r{[=}@var{filename}@r{]}
8143 @cindex @option{^-A^/ALI_LIST^} (@command{gnatbind})
8144 Output ALI list (to standard output or to the named file).
8145
8146 @item ^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^
8147 @cindex @option{^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^} (@command{gnatbind})
8148 Generate brief messages to @file{stderr} even if verbose mode set.
8149
8150 @item ^-c^/NOOUTPUT^
8151 @cindex @option{^-c^/NOOUTPUT^} (@command{gnatbind})
8152 Check only, no generation of binder output file.
8153
8154 @item ^-d^/DEFAULT_STACK_SIZE=^@var{nn}@r{[}k@r{|}m@r{]}
8155 @cindex @option{^-d^/DEFAULT_STACK_SIZE=^@var{nn}@r{[}k@r{|}m@r{]}} (@command{gnatbind})
8156 This switch can be used to change the default task stack size value
8157 to a specified size @var{nn}, which is expressed in bytes by default, or
8158 in kilobytes when suffixed with @var{k} or in megabytes when suffixed
8159 with @var{m}.
8160 In the absence of a @samp{@r{[}k@r{|}m@r{]}} suffix, this switch is equivalent,
8161 in effect, to completing all task specs with
8162 @smallexample @c ada
8163    pragma Storage_Size (nn);
8164 @end smallexample
8165 When they do not already have such a pragma.
8166
8167 @item ^-D^/DEFAULT_SECONDARY_STACK_SIZE=^@var{nn}@r{[}k@r{|}m@r{]}
8168 @cindex @option{^-D^/DEFAULT_SECONDARY_STACK_SIZE=nnnnn^} (@command{gnatbind})
8169 This switch can be used to change the default secondary stack size value
8170 to a specified size @var{nn}, which is expressed in bytes by default, or
8171 in kilobytes when suffixed with @var{k} or in megabytes when suffixed
8172 with @var{m}.
8173
8174 The secondary stack is used to deal with functions that return a variable
8175 sized result, for example a function returning an unconstrained
8176 String. There are two ways in which this secondary stack is allocated.
8177
8178 For most targets, the secondary stack is growing on demand and is allocated
8179 as a chain of blocks in the heap. The -D option is not very
8180 relevant. It only give some control over the size of the allocated
8181 blocks (whose size is the minimum of the default secondary stack size value,
8182 and the actual size needed for the current allocation request).
8183
8184 For certain targets, notably VxWorks 653,
8185 the secondary stack is allocated by carving off a fixed ratio chunk of the
8186 primary task stack. The -D option is used to define the
8187 size of the environment task's secondary stack.
8188
8189 @item ^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^
8190 @cindex @option{^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^} (@command{gnatbind})
8191 Output complete list of elaboration-order dependencies.
8192
8193 @item ^-E^/STORE_TRACEBACKS^
8194 @cindex @option{^-E^/STORE_TRACEBACKS^} (@command{gnatbind})
8195 Store tracebacks in exception occurrences when the target supports it.
8196 @ignore
8197 @c The following may get moved to an appendix
8198 This option is currently supported on the following targets:
8199 all x86 ports, Solaris, Windows, HP-UX, AIX, PowerPC VxWorks and Alpha VxWorks.
8200 @end ignore
8201 See also the packages @code{GNAT.Traceback} and
8202 @code{GNAT.Traceback.Symbolic} for more information.
8203 @ifclear vms
8204 Note that on x86 ports, you must not use @option{-fomit-frame-pointer}
8205 @command{gcc} option.
8206 @end ifclear
8207
8208 @item ^-F^/FORCE_ELABS_FLAGS^
8209 @cindex @option{^-F^/FORCE_ELABS_FLAGS^} (@command{gnatbind})
8210 Force the checks of elaboration flags. @command{gnatbind} does not normally
8211 generate checks of elaboration flags for the main executable, except when
8212 a Stand-Alone Library is used. However, there are cases when this cannot be
8213 detected by gnatbind. An example is importing an interface of a Stand-Alone
8214 Library through a pragma Import and only specifying through a linker switch
8215 this Stand-Alone Library. This switch is used to guarantee that elaboration
8216 flag checks are generated.
8217
8218 @item ^-h^/HELP^
8219 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@command{gnatbind})
8220 Output usage (help) information
8221
8222 @item ^-H32^/32_MALLOC^
8223 @cindex @option{^-H32^/32_MALLOC^} (@command{gnatbind})
8224 Use 32-bit allocations for @code{__gnat_malloc} (and thus for access types).
8225 For further details see @ref{Dynamic Allocation Control}.
8226
8227 @item ^-H64^/64_MALLOC^
8228 @cindex @option{^-H64^/64_MALLOC^} (@command{gnatbind})
8229 Use 64-bit allocations for @code{__gnat_malloc} (and thus for access types).
8230 @cindex @code{__gnat_malloc}
8231 For further details see @ref{Dynamic Allocation Control}.
8232
8233 @item ^-I^/SEARCH^
8234 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@command{gnatbind})
8235 Specify directory to be searched for source and ALI files.
8236
8237 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
8238 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@command{gnatbind})
8239 Do not look for sources in the current directory where @code{gnatbind} was
8240 invoked, and do not look for ALI files in the directory containing the
8241 ALI file named in the @code{gnatbind} command line.
8242
8243 @item ^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^
8244 @cindex @option{^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^} (@command{gnatbind})
8245 Output chosen elaboration order.
8246
8247 @item ^-L@var{xxx}^/BUILD_LIBRARY=@var{xxx}^
8248 @cindex @option{^-L^/BUILD_LIBRARY^} (@command{gnatbind})
8249 Bind the units for library building. In this case the adainit and
8250 adafinal procedures (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs})
8251 are renamed to ^@var{xxx}init^@var{XXX}INIT^ and
8252 ^@var{xxx}final^@var{XXX}FINAL^.
8253 Implies ^-n^/NOCOMPILE^.
8254 @ifclear vms
8255 (@xref{GNAT and Libraries}, for more details.)
8256 @end ifclear
8257 @ifset vms
8258 On OpenVMS, these init and final procedures are exported in uppercase
8259 letters. For example if /BUILD_LIBRARY=toto is used, the exported name of
8260 the init procedure will be "TOTOINIT" and the exported name of the final
8261 procedure will be "TOTOFINAL".
8262 @end ifset
8263
8264 @item ^-Mxyz^/RENAME_MAIN=xyz^
8265 @cindex @option{^-M^/RENAME_MAIN^} (@command{gnatbind})
8266 Rename generated main program from main to xyz. This option is
8267 supported on cross environments only.
8268
8269 @item ^-m^/ERROR_LIMIT=^@var{n}
8270 @cindex @option{^-m^/ERROR_LIMIT^} (@command{gnatbind})
8271 Limit number of detected errors or warnings to @var{n}, where @var{n} is
8272 in the range 1..999999. The default value if no switch is
8273 given is 9999. If the number of warnings reaches this limit, then a
8274 message is output and further warnings are suppressed, the bind
8275 continues in this case. If the number of errors reaches this
8276 limit, then a message is output and the bind is abandoned.
8277 A value of zero means that no limit is enforced. The equal
8278 sign is optional.
8279
8280 @ifset unw
8281 Furthermore, under Windows, the sources pointed to by the libraries path
8282 set in the registry are not searched for.
8283 @end ifset
8284
8285 @item ^-n^/NOMAIN^
8286 @cindex @option{^-n^/NOMAIN^} (@command{gnatbind})
8287 No main program.
8288
8289 @item -nostdinc
8290 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatbind})
8291 Do not look for sources in the system default directory.
8292
8293 @item -nostdlib
8294 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatbind})
8295 Do not look for library files in the system default directory.
8296
8297 @item --RTS=@var{rts-path}
8298 @cindex @option{--RTS} (@code{gnatbind})
8299 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
8300 equivalent @command{gnatmake} flag (@pxref{Switches for gnatmake}).
8301
8302 @item ^-o ^/OUTPUT=^@var{file}
8303 @cindex @option{^-o ^/OUTPUT^} (@command{gnatbind})
8304 Name the output file @var{file} (default is @file{b~@var{xxx}.adb}).
8305 Note that if this option is used, then linking must be done manually,
8306 gnatlink cannot be used.
8307
8308 @item ^-O^/OBJECT_LIST^@r{[=}@var{filename}@r{]}
8309 @cindex @option{^-O^/OBJECT_LIST^} (@command{gnatbind})
8310 Output object list (to standard output or to the named file).
8311
8312 @item ^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^
8313 @cindex @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} (@command{gnatbind})
8314 Pessimistic (worst-case) elaboration order
8315
8316 @item ^-P^-P^
8317 @cindex @option{^-P^/CODEPEER^} (@command{gnatbind})
8318 Generate binder file suitable for CodePeer.
8319
8320 @item ^-R^-R^
8321 @cindex @option{^-R^-R^} (@command{gnatbind})
8322 Output closure source list.
8323
8324 @item ^-s^/READ_SOURCES=ALL^
8325 @cindex @option{^-s^/READ_SOURCES=ALL^} (@command{gnatbind})
8326 Require all source files to be present.
8327
8328 @item ^-S@var{xxx}^/INITIALIZE_SCALARS=@var{xxx}^
8329 @cindex @option{^-S^/INITIALIZE_SCALARS^} (@command{gnatbind})
8330 Specifies the value to be used when detecting uninitialized scalar
8331 objects with pragma Initialize_Scalars.
8332 The @var{xxx} ^string specified with the switch^option^ may be either
8333 @itemize @bullet
8334 @item ``@option{^in^INVALID^}'' requesting an invalid value where possible
8335 @item ``@option{^lo^LOW^}'' for the lowest possible value
8336 @item ``@option{^hi^HIGH^}'' for the highest possible value
8337 @item ``@option{@var{xx}}'' for a value consisting of repeated bytes with the
8338 value @code{16#@var{xx}#} (i.e., @var{xx} is a string of two hexadecimal digits).
8339 @end itemize
8340
8341 In addition, you can specify @option{-Sev} to indicate that the value is
8342 to be set at run time. In this case, the program will look for an environment
8343 @cindex GNAT_INIT_SCALARS
8344 variable of the form @env{GNAT_INIT_SCALARS=@var{xx}}, where @var{xx} is one
8345 of @option{in/lo/hi/@var{xx}} with the same meanings as above.
8346 If no environment variable is found, or if it does not have a valid value,
8347 then the default is @option{in} (invalid values).
8348
8349 @ifclear vms
8350 @item -static
8351 @cindex @option{-static} (@code{gnatbind})
8352 Link against a static GNAT run time.
8353
8354 @item -shared
8355 @cindex @option{-shared} (@code{gnatbind})
8356 Link against a shared GNAT run time when available.
8357 @end ifclear
8358
8359 @item ^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^
8360 @cindex @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} (@code{gnatbind})
8361 Tolerate time stamp and other consistency errors
8362
8363 @item ^-T@var{n}^/TIME_SLICE=@var{n}^
8364 @cindex @option{^-T^/TIME_SLICE^} (@code{gnatbind})
8365 Set the time slice value to @var{n} milliseconds. If the system supports
8366 the specification of a specific time slice value, then the indicated value
8367 is used. If the system does not support specific time slice values, but
8368 does support some general notion of round-robin scheduling, then any
8369 nonzero value will activate round-robin scheduling.
8370
8371 A value of zero is treated specially. It turns off time
8372 slicing, and in addition, indicates to the tasking run time that the
8373 semantics should match as closely as possible the Annex D
8374 requirements of the Ada RM, and in particular sets the default
8375 scheduling policy to @code{FIFO_Within_Priorities}.
8376
8377 @item ^-u@var{n}^/DYNAMIC_STACK_USAGE=@var{n}^
8378 @cindex @option{^-u^/DYNAMIC_STACK_USAGE^} (@code{gnatbind})
8379 Enable dynamic stack usage, with @var{n} results stored and displayed
8380 at program termination. A result is generated when a task
8381 terminates. Results that can't be stored are displayed on the fly, at
8382 task termination. This option is currently not supported on Itanium
8383 platforms. (See @ref{Dynamic Stack Usage Analysis} for details.)
8384
8385 @item ^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^
8386 @cindex @option{^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^} (@code{gnatbind})
8387 Verbose mode. Write error messages, header, summary output to
8388 @file{stdout}.
8389
8390 @ifclear vms
8391 @item -w@var{x}
8392 @cindex @option{-w} (@code{gnatbind})
8393 Warning mode (@var{x}=s/e for suppress/treat as error)
8394 @end ifclear
8395
8396 @ifset vms
8397 @item /WARNINGS=NORMAL
8398 @cindex @option{/WARNINGS} (@code{gnatbind})
8399 Normal warnings mode. Warnings are issued but ignored
8400
8401 @item /WARNINGS=SUPPRESS
8402 @cindex @option{/WARNINGS} (@code{gnatbind})
8403 All warning messages are suppressed
8404
8405 @item /WARNINGS=ERROR
8406 @cindex @option{/WARNINGS} (@code{gnatbind})
8407 Warning messages are treated as fatal errors
8408 @end ifset
8409
8410 @item ^-Wx^/WIDE_CHARACTER_ENCODING=^@var{e}
8411 @cindex @option{^-Wx^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} (@code{gnatbind})
8412 Override default wide character encoding for standard Text_IO files.
8413
8414 @item ^-x^/READ_SOURCES=NONE^
8415 @cindex @option{^-x^/READ_SOURCES^} (@code{gnatbind})
8416 Exclude source files (check object consistency only).
8417
8418 @ifset vms
8419 @item /READ_SOURCES=AVAILABLE
8420 @cindex @option{/READ_SOURCES} (@code{gnatbind})
8421 Default mode, in which sources are checked for consistency only if
8422 they are available.
8423 @end ifset
8424
8425 @item ^-y^/ENABLE_LEAP_SECONDS^
8426 @cindex @option{^-y^/ENABLE_LEAP_SECONDS^} (@code{gnatbind})
8427 Enable leap seconds support in @code{Ada.Calendar} and its children.
8428
8429 @item ^-z^/ZERO_MAIN^
8430 @cindex @option{^-z^/ZERO_MAIN^} (@code{gnatbind})
8431 No main subprogram.
8432 @end table
8433
8434 @ifclear vms
8435 @noindent
8436 You may obtain this listing of switches by running @code{gnatbind} with
8437 no arguments.
8438 @end ifclear
8439
8440 @node Consistency-Checking Modes
8441 @subsection Consistency-Checking Modes
8442
8443 @noindent
8444 As described earlier, by default @code{gnatbind} checks
8445 that object files are consistent with one another and are consistent
8446 with any source files it can locate. The following switches control binder
8447 access to sources.
8448
8449 @table @option
8450 @c !sort!
8451 @item ^-s^/READ_SOURCES=ALL^
8452 @cindex @option{^-s^/READ_SOURCES=ALL^} (@code{gnatbind})
8453 Require source files to be present. In this mode, the binder must be
8454 able to locate all source files that are referenced, in order to check
8455 their consistency. In normal mode, if a source file cannot be located it
8456 is simply ignored. If you specify this switch, a missing source
8457 file is an error.
8458
8459 @item ^-Wx^/WIDE_CHARACTER_ENCODING=^@var{e}
8460 @cindex @option{^-Wx^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} (@code{gnatbind})
8461 Override default wide character encoding for standard Text_IO files.
8462 Normally the default wide character encoding method used for standard
8463 [Wide_[Wide_]]Text_IO files is taken from the encoding specified for
8464 the main source input (see description of switch
8465 @option{^-gnatWx^/WIDE_CHARACTER_ENCODING^} for the compiler). The
8466 use of this switch for the binder (which has the same set of
8467 possible arguments) overrides this default as specified.
8468
8469 @item ^-x^/READ_SOURCES=NONE^
8470 @cindex @option{^-x^/READ_SOURCES=NONE^} (@code{gnatbind})
8471 Exclude source files. In this mode, the binder only checks that ALI
8472 files are consistent with one another. Source files are not accessed.
8473 The binder runs faster in this mode, and there is still a guarantee that
8474 the resulting program is self-consistent.
8475 If a source file has been edited since it was last compiled, and you
8476 specify this switch, the binder will not detect that the object
8477 file is out of date with respect to the source file. Note that this is the
8478 mode that is automatically used by @command{gnatmake} because in this
8479 case the checking against sources has already been performed by
8480 @command{gnatmake} in the course of compilation (i.e.@: before binding).
8481
8482 @ifset vms
8483 @item /READ_SOURCES=AVAILABLE
8484 @cindex @code{/READ_SOURCES=AVAILABLE} (@code{gnatbind})
8485 This is the default mode in which source files are checked if they are
8486 available, and ignored if they are not available.
8487 @end ifset
8488 @end table
8489
8490 @node Binder Error Message Control
8491 @subsection Binder Error Message Control
8492
8493 @noindent
8494 The following switches provide control over the generation of error
8495 messages from the binder:
8496
8497 @table @option
8498 @c !sort!
8499 @item ^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^
8500 @cindex @option{^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^} (@code{gnatbind})
8501 Verbose mode. In the normal mode, brief error messages are generated to
8502 @file{stderr}. If this switch is present, a header is written
8503 to @file{stdout} and any error messages are directed to @file{stdout}.
8504 All that is written to @file{stderr} is a brief summary message.
8505
8506 @item ^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^
8507 @cindex @option{^-b^/REPORT_ERRORS=BRIEF^} (@code{gnatbind})
8508 Generate brief error messages to @file{stderr} even if verbose mode is
8509 specified. This is relevant only when used with the
8510 @option{^-v^/REPORT_ERRORS=VERBOSE^} switch.
8511
8512 @ifclear vms
8513 @item -m@var{n}
8514 @cindex @option{-m} (@code{gnatbind})
8515 Limits the number of error messages to @var{n}, a decimal integer in the
8516 range 1-999. The binder terminates immediately if this limit is reached.
8517
8518 @item -M@var{xxx}
8519 @cindex @option{-M} (@code{gnatbind})
8520 Renames the generated main program from @code{main} to @code{xxx}.
8521 This is useful in the case of some cross-building environments, where
8522 the actual main program is separate from the one generated
8523 by @code{gnatbind}.
8524 @end ifclear
8525
8526 @item ^-ws^/WARNINGS=SUPPRESS^
8527 @cindex @option{^-ws^/WARNINGS=SUPPRESS^} (@code{gnatbind})
8528 @cindex Warnings
8529 Suppress all warning messages.
8530
8531 @item ^-we^/WARNINGS=ERROR^
8532 @cindex @option{^-we^/WARNINGS=ERROR^} (@code{gnatbind})
8533 Treat any warning messages as fatal errors.
8534
8535 @ifset vms
8536 @item /WARNINGS=NORMAL
8537 Standard mode with warnings generated, but warnings do not get treated
8538 as errors.
8539 @end ifset
8540
8541 @item ^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^
8542 @cindex @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} (@code{gnatbind})
8543 @cindex Time stamp checks, in binder
8544 @cindex Binder consistency checks
8545 @cindex Consistency checks, in binder
8546 The binder performs a number of consistency checks including:
8547
8548 @itemize @bullet
8549 @item
8550 Check that time stamps of a given source unit are consistent
8551 @item
8552 Check that checksums of a given source unit are consistent
8553 @item
8554 Check that consistent versions of @code{GNAT} were used for compilation
8555 @item
8556 Check consistency of configuration pragmas as required
8557 @end itemize
8558
8559 @noindent
8560 Normally failure of such checks, in accordance with the consistency
8561 requirements of the Ada Reference Manual, causes error messages to be
8562 generated which abort the binder and prevent the output of a binder
8563 file and subsequent link to obtain an executable.
8564
8565 The @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} switch converts these error messages
8566 into warnings, so that
8567 binding and linking can continue to completion even in the presence of such
8568 errors. The result may be a failed link (due to missing symbols), or a
8569 non-functional executable which has undefined semantics.
8570 @emph{This means that
8571 @option{^-t^/NOTIME_STAMP_CHECK^} should be used only in unusual situations,
8572 with extreme care.}
8573 @end table
8574
8575 @node Elaboration Control
8576 @subsection Elaboration Control
8577
8578 @noindent
8579 The following switches provide additional control over the elaboration
8580 order. For full details see @ref{Elaboration Order Handling in GNAT}.
8581
8582 @table @option
8583 @item ^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^
8584 @cindex @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} (@code{gnatbind})
8585 Normally the binder attempts to choose an elaboration order that is
8586 likely to minimize the likelihood of an elaboration order error resulting
8587 in raising a @code{Program_Error} exception. This switch reverses the
8588 action of the binder, and requests that it deliberately choose an order
8589 that is likely to maximize the likelihood of an elaboration error.
8590 This is useful in ensuring portability and avoiding dependence on
8591 accidental fortuitous elaboration ordering.
8592
8593 Normally it only makes sense to use the @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^}
8594 switch if dynamic
8595 elaboration checking is used (@option{-gnatE} switch used for compilation).
8596 This is because in the default static elaboration mode, all necessary
8597 @code{Elaborate} and @code{Elaborate_All} pragmas are implicitly inserted.
8598 These implicit pragmas are still respected by the binder in
8599 @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} mode, so a
8600 safe elaboration order is assured.
8601 @end table
8602
8603 @node Output Control
8604 @subsection Output Control
8605
8606 @noindent
8607 The following switches allow additional control over the output
8608 generated by the binder.
8609
8610 @table @option
8611 @c !sort!
8612
8613 @item ^-c^/NOOUTPUT^
8614 @cindex @option{^-c^/NOOUTPUT^} (@code{gnatbind})
8615 Check only. Do not generate the binder output file. In this mode the
8616 binder performs all error checks but does not generate an output file.
8617
8618 @item ^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^
8619 @cindex @option{^-e^/ELABORATION_DEPENDENCIES^} (@code{gnatbind})
8620 Output complete list of elaboration-order dependencies, showing the
8621 reason for each dependency. This output can be rather extensive but may
8622 be useful in diagnosing problems with elaboration order. The output is
8623 written to @file{stdout}.
8624
8625 @item ^-h^/HELP^
8626 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@code{gnatbind})
8627 Output usage information. The output is written to @file{stdout}.
8628
8629 @item ^-K^/LINKER_OPTION_LIST^
8630 @cindex @option{^-K^/LINKER_OPTION_LIST^} (@code{gnatbind})
8631 Output linker options to @file{stdout}. Includes library search paths,
8632 contents of pragmas Ident and Linker_Options, and libraries added
8633 by @code{gnatbind}.
8634
8635 @item ^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^
8636 @cindex @option{^-l^/ORDER_OF_ELABORATION^} (@code{gnatbind})
8637 Output chosen elaboration order. The output is written to @file{stdout}.
8638
8639 @item ^-O^/OBJECT_LIST^
8640 @cindex @option{^-O^/OBJECT_LIST^} (@code{gnatbind})
8641 Output full names of all the object files that must be linked to provide
8642 the Ada component of the program. The output is written to @file{stdout}.
8643 This list includes the files explicitly supplied and referenced by the user
8644 as well as implicitly referenced run-time unit files. The latter are
8645 omitted if the corresponding units reside in shared libraries. The
8646 directory names for the run-time units depend on the system configuration.
8647
8648 @item ^-o ^/OUTPUT=^@var{file}
8649 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@code{gnatbind})
8650 Set name of output file to @var{file} instead of the normal
8651 @file{b~@var{mainprog}.adb} default. Note that @var{file} denote the Ada
8652 binder generated body filename.
8653 Note that if this option is used, then linking must be done manually.
8654 It is not possible to use gnatlink in this case, since it cannot locate
8655 the binder file.
8656
8657 @item ^-r^/RESTRICTION_LIST^
8658 @cindex @option{^-r^/RESTRICTION_LIST^} (@code{gnatbind})
8659 Generate list of @code{pragma Restrictions} that could be applied to
8660 the current unit. This is useful for code audit purposes, and also may
8661 be used to improve code generation in some cases.
8662
8663 @end table
8664
8665 @node Dynamic Allocation Control
8666 @subsection Dynamic Allocation Control
8667
8668 @noindent
8669 The heap control switches -- @option{-H32} and @option{-H64} --
8670 determine whether dynamic allocation uses 32-bit or 64-bit memory.
8671 They only affect compiler-generated allocations via @code{__gnat_malloc};
8672 explicit calls to @code{malloc} and related functions from the C
8673 run-time library are unaffected.
8674
8675 @table @option
8676 @item -H32
8677 Allocate memory on 32-bit heap
8678
8679 @item -H64
8680 Allocate memory on 64-bit heap.  This is the default
8681 unless explicitly overridden by a @code{'Size} clause on the access type.
8682 @end table
8683
8684 @ifset vms
8685 @noindent
8686 See also @ref{Access types and 32/64-bit allocation}.
8687 @end ifset
8688 @ifclear vms
8689 @noindent
8690 These switches are only effective on VMS platforms.
8691 @end ifclear
8692
8693
8694 @node Binding with Non-Ada Main Programs
8695 @subsection Binding with Non-Ada Main Programs
8696
8697 @noindent
8698 In our description so far we have assumed that the main
8699 program is in Ada, and that the task of the binder is to generate a
8700 corresponding function @code{main} that invokes this Ada main
8701 program. GNAT also supports the building of executable programs where
8702 the main program is not in Ada, but some of the called routines are
8703 written in Ada and compiled using GNAT (@pxref{Mixed Language Programming}).
8704 The following switch is used in this situation:
8705
8706 @table @option
8707 @item ^-n^/NOMAIN^
8708 @cindex @option{^-n^/NOMAIN^} (@code{gnatbind})
8709 No main program. The main program is not in Ada.
8710 @end table
8711
8712 @noindent
8713 In this case, most of the functions of the binder are still required,
8714 but instead of generating a main program, the binder generates a file
8715 containing the following callable routines:
8716
8717 @table @code
8718 @item adainit
8719 @findex adainit
8720 You must call this routine to initialize the Ada part of the program by
8721 calling the necessary elaboration routines. A call to @code{adainit} is
8722 required before the first call to an Ada subprogram.
8723
8724 Note that it is assumed that the basic execution environment must be setup
8725 to be appropriate for Ada execution at the point where the first Ada
8726 subprogram is called. In particular, if the Ada code will do any
8727 floating-point operations, then the FPU must be setup in an appropriate
8728 manner. For the case of the x86, for example, full precision mode is
8729 required. The procedure GNAT.Float_Control.Reset may be used to ensure
8730 that the FPU is in the right state.
8731
8732 @item adafinal
8733 @findex adafinal
8734 You must call this routine to perform any library-level finalization
8735 required by the Ada subprograms. A call to @code{adafinal} is required
8736 after the last call to an Ada subprogram, and before the program
8737 terminates.
8738 @end table
8739
8740 @noindent
8741 If the @option{^-n^/NOMAIN^} switch
8742 @cindex @option{^-n^/NOMAIN^} (@command{gnatbind})
8743 @cindex Binder, multiple input files
8744 is given, more than one ALI file may appear on
8745 the command line for @code{gnatbind}. The normal @dfn{closure}
8746 calculation is performed for each of the specified units. Calculating
8747 the closure means finding out the set of units involved by tracing
8748 @code{with} references. The reason it is necessary to be able to
8749 specify more than one ALI file is that a given program may invoke two or
8750 more quite separate groups of Ada units.
8751
8752 The binder takes the name of its output file from the last specified ALI
8753 file, unless overridden by the use of the @option{^-o file^/OUTPUT=file^}.
8754 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@command{gnatbind})
8755 The output is an Ada unit in source form that can be compiled with GNAT.
8756 This compilation occurs automatically as part of the @command{gnatlink}
8757 processing.
8758
8759 Currently the GNAT run time requires a FPU using 80 bits mode
8760 precision. Under targets where this is not the default it is required to
8761 call GNAT.Float_Control.Reset before using floating point numbers (this
8762 include float computation, float input and output) in the Ada code. A
8763 side effect is that this could be the wrong mode for the foreign code
8764 where floating point computation could be broken after this call.
8765
8766 @node Binding Programs with No Main Subprogram
8767 @subsection Binding Programs with No Main Subprogram
8768
8769 @noindent
8770 It is possible to have an Ada program which does not have a main
8771 subprogram. This program will call the elaboration routines of all the
8772 packages, then the finalization routines.
8773
8774 The following switch is used to bind programs organized in this manner:
8775
8776 @table @option
8777 @item ^-z^/ZERO_MAIN^
8778 @cindex @option{^-z^/ZERO_MAIN^} (@code{gnatbind})
8779 Normally the binder checks that the unit name given on the command line
8780 corresponds to a suitable main subprogram. When this switch is used,
8781 a list of ALI files can be given, and the execution of the program
8782 consists of elaboration of these units in an appropriate order. Note
8783 that the default wide character encoding method for standard Text_IO
8784 files is always set to Brackets if this switch is set (you can use
8785 the binder switch
8786 @option{^-Wx^WIDE_CHARACTER_ENCODING^} to override this default).
8787 @end table
8788
8789 @node Command-Line Access
8790 @section Command-Line Access
8791
8792 @noindent
8793 The package @code{Ada.Command_Line} provides access to the command-line
8794 arguments and program name. In order for this interface to operate
8795 correctly, the two variables
8796
8797 @smallexample
8798 @group
8799 int gnat_argc;
8800 char **gnat_argv;
8801 @end group
8802 @end smallexample
8803
8804 @noindent
8805 @findex gnat_argv
8806 @findex gnat_argc
8807 are declared in one of the GNAT library routines. These variables must
8808 be set from the actual @code{argc} and @code{argv} values passed to the
8809 main program. With no @option{^n^/NOMAIN^} present, @code{gnatbind}
8810 generates the C main program to automatically set these variables.
8811 If the @option{^n^/NOMAIN^} switch is used, there is no automatic way to
8812 set these variables. If they are not set, the procedures in
8813 @code{Ada.Command_Line} will not be available, and any attempt to use
8814 them will raise @code{Constraint_Error}. If command line access is
8815 required, your main program must set @code{gnat_argc} and
8816 @code{gnat_argv} from the @code{argc} and @code{argv} values passed to
8817 it.
8818
8819 @node Search Paths for gnatbind
8820 @section Search Paths for @code{gnatbind}
8821
8822 @noindent
8823 The binder takes the name of an ALI file as its argument and needs to
8824 locate source files as well as other ALI files to verify object consistency.
8825
8826 For source files, it follows exactly the same search rules as @command{gcc}
8827 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}). For ALI files the
8828 directories searched are:
8829
8830 @enumerate
8831 @item
8832 The directory containing the ALI file named in the command line, unless
8833 the switch @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} is specified.
8834
8835 @item
8836 All directories specified by @option{^-I^/SEARCH^}
8837 switches on the @code{gnatbind}
8838 command line, in the order given.
8839
8840 @item
8841 @findex ADA_PRJ_OBJECTS_FILE
8842 Each of the directories listed in the text file whose name is given
8843 by the @env{ADA_PRJ_OBJECTS_FILE} ^environment variable^logical name^.
8844
8845 @noindent
8846 @env{ADA_PRJ_OBJECTS_FILE} is normally set by gnatmake or by the ^gnat^GNAT^
8847 driver when project files are used. It should not normally be set
8848 by other means.
8849
8850 @item
8851 @findex ADA_OBJECTS_PATH
8852 Each of the directories listed in the value of the
8853 @env{ADA_OBJECTS_PATH} ^environment variable^logical name^.
8854 @ifset unw
8855 Construct this value
8856 exactly as the @env{PATH} environment variable: a list of directory
8857 names separated by colons (semicolons when working with the NT version
8858 of GNAT).
8859 @end ifset
8860 @ifset vms
8861 Normally, define this value as a logical name containing a comma separated
8862 list of directory names.
8863
8864 This variable can also be defined by means of an environment string
8865 (an argument to the HP C exec* set of functions).
8866
8867 Logical Name:
8868 @smallexample
8869 DEFINE ANOTHER_PATH FOO:[BAG]
8870 DEFINE ADA_OBJECTS_PATH ANOTHER_PATH,FOO:[BAM],FOO:[BAR]
8871 @end smallexample
8872
8873 By default, the path includes GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.DECLIB]
8874 first, followed by the standard Ada
8875 libraries in GNU:[LIB.OPENVMS7_x.2_8_x.ADALIB].
8876 If this is not redefined, the user will obtain the HP Ada 83 IO packages
8877 (Text_IO, Sequential_IO, etc)
8878 instead of the standard Ada packages. Thus, in order to get the standard Ada
8879 packages by default, ADA_OBJECTS_PATH must be redefined.
8880 @end ifset
8881
8882 @item
8883 The content of the @file{ada_object_path} file which is part of the GNAT
8884 installation tree and is used to store standard libraries such as the
8885 GNAT Run Time Library (RTL) unless the switch @option{-nostdlib} is
8886 specified.
8887 @ifclear vms
8888 @ref{Installing a library}
8889 @end ifclear
8890 @end enumerate
8891
8892 @noindent
8893 In the binder the switch @option{^-I^/SEARCH^}
8894 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@command{gnatbind})
8895 is used to specify both source and
8896 library file paths. Use @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
8897 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@command{gnatbind})
8898 instead if you want to specify
8899 source paths only, and @option{^-aO^/LIBRARY_SEARCH^}
8900 @cindex @option{^-aO^/LIBRARY_SEARCH^} (@command{gnatbind})
8901 if you want to specify library paths
8902 only. This means that for the binder
8903 @option{^-I^/SEARCH=^}@var{dir} is equivalent to
8904 @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH=^}@var{dir}
8905 @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH=^}@var{dir}.
8906 The binder generates the bind file (a C language source file) in the
8907 current working directory.
8908
8909 @findex Ada
8910 @findex System
8911 @findex Interfaces
8912 @findex GNAT
8913 The packages @code{Ada}, @code{System}, and @code{Interfaces} and their
8914 children make up the GNAT Run-Time Library, together with the package
8915 GNAT and its children, which contain a set of useful additional
8916 library functions provided by GNAT. The sources for these units are
8917 needed by the compiler and are kept together in one directory. The ALI
8918 files and object files generated by compiling the RTL are needed by the
8919 binder and the linker and are kept together in one directory, typically
8920 different from the directory containing the sources. In a normal
8921 installation, you need not specify these directory names when compiling
8922 or binding. Either the environment variables or the built-in defaults
8923 cause these files to be found.
8924
8925 Besides simplifying access to the RTL, a major use of search paths is
8926 in compiling sources from multiple directories. This can make
8927 development environments much more flexible.
8928
8929 @node Examples of gnatbind Usage
8930 @section Examples of @code{gnatbind} Usage
8931
8932 @noindent
8933 This section contains a number of examples of using the GNAT binding
8934 utility @code{gnatbind}.
8935
8936 @table @code
8937 @item gnatbind hello
8938 The main program @code{Hello} (source program in @file{hello.adb}) is
8939 bound using the standard switch settings. The generated main program is
8940 @file{b~hello.adb}. This is the normal, default use of the binder.
8941
8942 @ifclear vms
8943 @item gnatbind hello -o mainprog.adb
8944 @end ifclear
8945 @ifset vms
8946 @item gnatbind HELLO.ALI /OUTPUT=Mainprog.ADB
8947 @end ifset
8948 The main program @code{Hello} (source program in @file{hello.adb}) is
8949 bound using the standard switch settings. The generated main program is
8950 @file{mainprog.adb} with the associated spec in
8951 @file{mainprog.ads}. Note that you must specify the body here not the
8952 spec. Note that if this option is used, then linking must be done manually,
8953 since gnatlink will not be able to find the generated file.
8954 @end table
8955
8956 @c ------------------------------------
8957 @node Linking Using gnatlink
8958 @chapter Linking Using @command{gnatlink}
8959 @c ------------------------------------
8960 @findex gnatlink
8961
8962 @noindent
8963 This chapter discusses @command{gnatlink}, a tool that links
8964 an Ada program and builds an executable file. This utility
8965 invokes the system linker ^(via the @command{gcc} command)^^
8966 with a correct list of object files and library references.
8967 @command{gnatlink} automatically determines the list of files and
8968 references for the Ada part of a program. It uses the binder file
8969 generated by the @command{gnatbind} to determine this list.
8970
8971 Note: to invoke @code{gnatlink} with a project file, use the @code{gnat}
8972 driver (see @ref{The GNAT Driver and Project Files}).
8973
8974 @menu
8975 * Running gnatlink::
8976 * Switches for gnatlink::
8977 @end menu
8978
8979 @node Running gnatlink
8980 @section Running @command{gnatlink}
8981
8982 @noindent
8983 The form of the @command{gnatlink} command is
8984
8985 @smallexample
8986 @c $ gnatlink @ovar{switches} @var{mainprog}@r{[}.ali@r{]}
8987 @c            @ovar{non-Ada objects} @ovar{linker options}
8988 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
8989 $ gnatlink @r{[}@var{switches}@r{]} @var{mainprog}@r{[}.ali@r{]}
8990            @r{[}@var{non-Ada objects}@r{]} @r{[}@var{linker options}@r{]}
8991
8992 @end smallexample
8993
8994 @noindent
8995 The arguments of @command{gnatlink} (switches, main @file{ALI} file,
8996 non-Ada objects
8997 or linker options) may be in any order, provided that no non-Ada object may
8998 be mistaken for a main @file{ALI} file.
8999 Any file name @file{F} without the @file{.ali}
9000 extension will be taken as the main @file{ALI} file if a file exists
9001 whose name is the concatenation of @file{F} and @file{.ali}.
9002
9003 @noindent
9004 @file{@var{mainprog}.ali} references the ALI file of the main program.
9005 The @file{.ali} extension of this file can be omitted. From this
9006 reference, @command{gnatlink} locates the corresponding binder file
9007 @file{b~@var{mainprog}.adb} and, using the information in this file along
9008 with the list of non-Ada objects and linker options, constructs a
9009 linker command file to create the executable.
9010
9011 The arguments other than the @command{gnatlink} switches and the main
9012 @file{ALI} file are passed to the linker uninterpreted.
9013 They typically include the names of
9014 object files for units written in other languages than Ada and any library
9015 references required to resolve references in any of these foreign language
9016 units, or in @code{Import} pragmas in any Ada units.
9017
9018 @var{linker options} is an optional list of linker specific
9019 switches.
9020 The default linker called by gnatlink is @command{gcc} which in
9021 turn calls the appropriate system linker.
9022
9023 One useful option for the linker is @option{-s}: it reduces the size of the
9024 executable by removing all symbol table and relocation information from the
9025 executable.
9026
9027 Standard options for the linker such as @option{-lmy_lib} or
9028 @option{-Ldir} can be added as is.
9029 For options that are not recognized by
9030 @command{gcc} as linker options, use the @command{gcc} switches
9031 @option{-Xlinker} or @option{-Wl,}.
9032
9033 Refer to the GCC documentation for
9034 details.
9035
9036 Here is an example showing how to generate a linker map:
9037
9038 @smallexample
9039 $ ^gnatlink my_prog -Wl,-Map,MAPFILE^GNAT LINK my_prog.ali /MAP^
9040 @end smallexample
9041
9042 Using @var{linker options} it is possible to set the program stack and
9043 heap size.
9044 @ifset unw
9045 See @ref{Setting Stack Size from gnatlink} and
9046 @ref{Setting Heap Size from gnatlink}.
9047 @end ifset
9048
9049 @command{gnatlink} determines the list of objects required by the Ada
9050 program and prepends them to the list of objects passed to the linker.
9051 @command{gnatlink} also gathers any arguments set by the use of
9052 @code{pragma Linker_Options} and adds them to the list of arguments
9053 presented to the linker.
9054
9055 @ifset vms
9056 @command{gnatlink} accepts the following types of extra files on the command
9057 line: objects (@file{.OBJ}), libraries (@file{.OLB}), sharable images
9058 (@file{.EXE}), and options files (@file{.OPT}). These are recognized and
9059 handled according to their extension.
9060 @end ifset
9061
9062 @node Switches for gnatlink
9063 @section Switches for @command{gnatlink}
9064
9065 @noindent
9066 The following switches are available with the @command{gnatlink} utility:
9067
9068 @table @option
9069 @c !sort!
9070
9071 @item --version
9072 @cindex @option{--version} @command{gnatlink}
9073 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
9074
9075 @item --help
9076 @cindex @option{--help} @command{gnatlink}
9077 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
9078 all other options.
9079
9080 @item ^-f^/FORCE_OBJECT_FILE_LIST^
9081 @cindex Command line length
9082 @cindex @option{^-f^/FORCE_OBJECT_FILE_LIST^} (@command{gnatlink})
9083 On some targets, the command line length is limited, and @command{gnatlink}
9084 will generate a separate file for the linker if the list of object files
9085 is too long.
9086 The @option{^-f^/FORCE_OBJECT_FILE_LIST^} switch forces this file
9087 to be generated even if
9088 the limit is not exceeded. This is useful in some cases to deal with
9089 special situations where the command line length is exceeded.
9090
9091 @item ^-g^/DEBUG^
9092 @cindex Debugging information, including
9093 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@command{gnatlink})
9094 The option to include debugging information causes the Ada bind file (in
9095 other words, @file{b~@var{mainprog}.adb}) to be compiled with
9096 @option{^-g^/DEBUG^}.
9097 In addition, the binder does not delete the @file{b~@var{mainprog}.adb},
9098 @file{b~@var{mainprog}.o} and @file{b~@var{mainprog}.ali} files.
9099 Without @option{^-g^/DEBUG^}, the binder removes these files by
9100 default. The same procedure apply if a C bind file was generated using
9101 @option{^-C^/BIND_FILE=C^} @code{gnatbind} option, in this case the filenames
9102 are @file{b_@var{mainprog}.c} and @file{b_@var{mainprog}.o}.
9103
9104 @item ^-n^/NOCOMPILE^
9105 @cindex @option{^-n^/NOCOMPILE^} (@command{gnatlink})
9106 Do not compile the file generated by the binder. This may be used when
9107 a link is rerun with different options, but there is no need to recompile
9108 the binder file.
9109
9110 @item ^-v^/VERBOSE^
9111 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@command{gnatlink})
9112 Causes additional information to be output, including a full list of the
9113 included object files. This switch option is most useful when you want
9114 to see what set of object files are being used in the link step.
9115
9116 @item ^-v -v^/VERBOSE/VERBOSE^
9117 @cindex @option{^-v -v^/VERBOSE/VERBOSE^} (@command{gnatlink})
9118 Very verbose mode. Requests that the compiler operate in verbose mode when
9119 it compiles the binder file, and that the system linker run in verbose mode.
9120
9121 @item ^-o ^/EXECUTABLE=^@var{exec-name}
9122 @cindex @option{^-o^/EXECUTABLE^} (@command{gnatlink})
9123 @var{exec-name} specifies an alternate name for the generated
9124 executable program. If this switch is omitted, the executable has the same
9125 name as the main unit. For example, @code{gnatlink try.ali} creates
9126 an executable called @file{^try^TRY.EXE^}.
9127
9128 @ifclear vms
9129 @item -b @var{target}
9130 @cindex @option{-b} (@command{gnatlink})
9131 Compile your program to run on @var{target}, which is the name of a
9132 system configuration. You must have a GNAT cross-compiler built if
9133 @var{target} is not the same as your host system.
9134
9135 @item -B@var{dir}
9136 @cindex @option{-B} (@command{gnatlink})
9137 Load compiler executables (for example, @code{gnat1}, the Ada compiler)
9138 from @var{dir} instead of the default location. Only use this switch
9139 when multiple versions of the GNAT compiler are available.
9140 @xref{Directory Options,,, gcc, The GNU Compiler Collection},
9141 for further details. You would normally use the @option{-b} or
9142 @option{-V} switch instead.
9143
9144 @item --GCC=@var{compiler_name}
9145 @cindex @option{--GCC=compiler_name} (@command{gnatlink})
9146 Program used for compiling the binder file. The default is
9147 @command{gcc}. You need to use quotes around @var{compiler_name} if
9148 @code{compiler_name} contains spaces or other separator characters.
9149 As an example @option{--GCC="foo -x -y"} will instruct @command{gnatlink} to
9150 use @code{foo -x -y} as your compiler. Note that switch @option{-c} is always
9151 inserted after your command name. Thus in the above example the compiler
9152 command that will be used by @command{gnatlink} will be @code{foo -c -x -y}.
9153 A limitation of this syntax is that the name and path name of the executable
9154 itself must not include any embedded spaces. If the compiler executable is
9155 different from the default one (gcc or <prefix>-gcc), then the back-end
9156 switches in the ALI file are not used to compile the binder generated source.
9157 For example, this is the case with @option{--GCC="foo -x -y"}. But the back end
9158 switches will be used for @option{--GCC="gcc -gnatv"}. If several
9159 @option{--GCC=compiler_name} are used, only the last @var{compiler_name}
9160 is taken into account. However, all the additional switches are also taken
9161 into account. Thus,
9162 @option{--GCC="foo -x -y" --GCC="bar -z -t"} is equivalent to
9163 @option{--GCC="bar -x -y -z -t"}.
9164
9165 @item --LINK=@var{name}
9166 @cindex @option{--LINK=} (@command{gnatlink})
9167 @var{name} is the name of the linker to be invoked. This is especially
9168 useful in mixed language programs since languages such as C++ require
9169 their own linker to be used. When this switch is omitted, the default
9170 name for the linker is @command{gcc}. When this switch is used, the
9171 specified linker is called instead of @command{gcc} with exactly the same
9172 parameters that would have been passed to @command{gcc} so if the desired
9173 linker requires different parameters it is necessary to use a wrapper
9174 script that massages the parameters before invoking the real linker. It
9175 may be useful to control the exact invocation by using the verbose
9176 switch.
9177
9178 @end ifclear
9179
9180 @ifset vms
9181 @item /DEBUG=TRACEBACK
9182 @cindex @code{/DEBUG=TRACEBACK} (@command{gnatlink})
9183 This qualifier causes sufficient information to be included in the
9184 executable file to allow a traceback, but does not include the full
9185 symbol information needed by the debugger.
9186
9187 @item /IDENTIFICATION="<string>"
9188 @code{"<string>"} specifies the string to be stored in the image file
9189 identification field in the image header.
9190 It overrides any pragma @code{Ident} specified string.
9191
9192 @item /NOINHIBIT-EXEC
9193 Generate the executable file even if there are linker warnings.
9194
9195 @item /NOSTART_FILES
9196 Don't link in the object file containing the ``main'' transfer address.
9197 Used when linking with a foreign language main program compiled with an
9198 HP compiler.
9199
9200 @item /STATIC
9201 Prefer linking with object libraries over sharable images, even without
9202 /DEBUG.
9203 @end ifset
9204
9205 @end table
9206
9207 @node The GNAT Make Program gnatmake
9208 @chapter The GNAT Make Program @command{gnatmake}
9209 @findex gnatmake
9210
9211 @menu
9212 * Running gnatmake::
9213 * Switches for gnatmake::
9214 * Mode Switches for gnatmake::
9215 * Notes on the Command Line::
9216 * How gnatmake Works::
9217 * Examples of gnatmake Usage::
9218 @end menu
9219 @noindent
9220 A typical development cycle when working on an Ada program consists of
9221 the following steps:
9222
9223 @enumerate
9224 @item
9225 Edit some sources to fix bugs.
9226
9227 @item
9228 Add enhancements.
9229
9230 @item
9231 Compile all sources affected.
9232
9233 @item
9234 Rebind and relink.
9235
9236 @item
9237 Test.
9238 @end enumerate
9239
9240 @noindent
9241 The third step can be tricky, because not only do the modified files
9242 @cindex Dependency rules
9243 have to be compiled, but any files depending on these files must also be
9244 recompiled. The dependency rules in Ada can be quite complex, especially
9245 in the presence of overloading, @code{use} clauses, generics and inlined
9246 subprograms.
9247
9248 @command{gnatmake} automatically takes care of the third and fourth steps
9249 of this process. It determines which sources need to be compiled,
9250 compiles them, and binds and links the resulting object files.
9251
9252 Unlike some other Ada make programs, the dependencies are always
9253 accurately recomputed from the new sources. The source based approach of
9254 the GNAT compilation model makes this possible. This means that if
9255 changes to the source program cause corresponding changes in
9256 dependencies, they will always be tracked exactly correctly by
9257 @command{gnatmake}.
9258
9259 @node Running gnatmake
9260 @section Running @command{gnatmake}
9261
9262 @noindent
9263 The usual form of the @command{gnatmake} command is
9264
9265 @smallexample
9266 @c $ gnatmake @ovar{switches} @var{file_name}
9267 @c       @ovar{file_names} @ovar{mode_switches}
9268 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
9269 $ gnatmake @r{[}@var{switches}@r{]} @var{file_name}
9270       @r{[}@var{file_names}@r{]} @r{[}@var{mode_switches}@r{]}
9271 @end smallexample
9272
9273 @noindent
9274 The only required argument is one @var{file_name}, which specifies
9275 a compilation unit that is a main program. Several @var{file_names} can be
9276 specified: this will result in several executables being built.
9277 If @code{switches} are present, they can be placed before the first
9278 @var{file_name}, between @var{file_names} or after the last @var{file_name}.
9279 If @var{mode_switches} are present, they must always be placed after
9280 the last @var{file_name} and all @code{switches}.
9281
9282 If you are using standard file extensions (@file{.adb} and @file{.ads}), then the
9283 extension may be omitted from the @var{file_name} arguments. However, if
9284 you are using non-standard extensions, then it is required that the
9285 extension be given. A relative or absolute directory path can be
9286 specified in a @var{file_name}, in which case, the input source file will
9287 be searched for in the specified directory only. Otherwise, the input
9288 source file will first be searched in the directory where
9289 @command{gnatmake} was invoked and if it is not found, it will be search on
9290 the source path of the compiler as described in
9291 @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}.
9292
9293 All @command{gnatmake} output (except when you specify
9294 @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^}) is to
9295 @file{stderr}. The output produced by the
9296 @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^} switch is send to
9297 @file{stdout}.
9298
9299 @node Switches for gnatmake
9300 @section Switches for @command{gnatmake}
9301
9302 @noindent
9303 You may specify any of the following switches to @command{gnatmake}:
9304
9305 @table @option
9306 @c !sort!
9307
9308 @item --version
9309 @cindex @option{--version} @command{gnatmake}
9310 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
9311
9312 @item --help
9313 @cindex @option{--help} @command{gnatmake}
9314 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
9315 all other options.
9316
9317 @ifclear vms
9318 @item --GCC=@var{compiler_name}
9319 @cindex @option{--GCC=compiler_name} (@command{gnatmake})
9320 Program used for compiling. The default is `@command{gcc}'. You need to use
9321 quotes around @var{compiler_name} if @code{compiler_name} contains
9322 spaces or other separator characters. As an example @option{--GCC="foo -x
9323 -y"} will instruct @command{gnatmake} to use @code{foo -x -y} as your
9324 compiler. A limitation of this syntax is that the name and path name of
9325 the executable itself must not include any embedded spaces. Note that
9326 switch @option{-c} is always inserted after your command name. Thus in the
9327 above example the compiler command that will be used by @command{gnatmake}
9328 will be @code{foo -c -x -y}. If several @option{--GCC=compiler_name} are
9329 used, only the last @var{compiler_name} is taken into account. However,
9330 all the additional switches are also taken into account. Thus,
9331 @option{--GCC="foo -x -y" --GCC="bar -z -t"} is equivalent to
9332 @option{--GCC="bar -x -y -z -t"}.
9333
9334 @item --GNATBIND=@var{binder_name}
9335 @cindex @option{--GNATBIND=binder_name} (@command{gnatmake})
9336 Program used for binding. The default is `@code{gnatbind}'. You need to
9337 use quotes around @var{binder_name} if @var{binder_name} contains spaces
9338 or other separator characters. As an example @option{--GNATBIND="bar -x
9339 -y"} will instruct @command{gnatmake} to use @code{bar -x -y} as your
9340 binder. Binder switches that are normally appended by @command{gnatmake}
9341 to `@code{gnatbind}' are now appended to the end of @code{bar -x -y}.
9342 A limitation of this syntax is that the name and path name of the executable
9343 itself must not include any embedded spaces.
9344
9345 @item --GNATLINK=@var{linker_name}
9346 @cindex @option{--GNATLINK=linker_name} (@command{gnatmake})
9347 Program used for linking. The default is `@command{gnatlink}'. You need to
9348 use quotes around @var{linker_name} if @var{linker_name} contains spaces
9349 or other separator characters. As an example @option{--GNATLINK="lan -x
9350 -y"} will instruct @command{gnatmake} to use @code{lan -x -y} as your
9351 linker. Linker switches that are normally appended by @command{gnatmake} to
9352 `@command{gnatlink}' are now appended to the end of @code{lan -x -y}.
9353 A limitation of this syntax is that the name and path name of the executable
9354 itself must not include any embedded spaces.
9355
9356 @end ifclear
9357
9358 @item ^--subdirs^/SUBDIRS^=subdir
9359 Actual object directory of each project file is the subdirectory subdir of the
9360 object directory specified or defaulted in the project file.
9361
9362 @item ^--single-compile-per-obj-dir^/SINGLE_COMPILE_PER_OBJ_DIR^
9363 Disallow simultaneous compilations in the same object directory when
9364 project files are used.
9365
9366 @item ^--unchecked-shared-lib-imports^/UNCHECKED_SHARED_LIB_IMPORTS^
9367 By default, shared library projects are not allowed to import static library
9368 projects. When this switch is used on the command line, this restriction is
9369 relaxed.
9370
9371 @item ^--source-info=<source info file>^/SRC_INFO=source-info-file^
9372 Specify a source info file. This switch is active only when project files
9373 are used. If the source info file is specified as a relative path, then it is
9374 relative to the object directory of the main project. If the source info file
9375 does not exist, then after the Project Manager has successfully parsed and
9376 processed the project files and found the sources, it creates the source info
9377 file. If the source info file already exists and can be read successfully,
9378 then the Project Manager will get all the needed information about the sources
9379 from the source info file and will not look for them. This reduces the time
9380 to process the project files, especially when looking for sources that take a
9381 long time. If the source info file exists but cannot be parsed successfully,
9382 the Project Manager will attempt to recreate it. If the Project Manager fails
9383 to create the source info file, a message is issued, but gnatmake does not
9384 fail.
9385
9386 @ifclear vms
9387 @item --create-map-file
9388 When linking an executable, create a map file. The name of the map file
9389 has the same name as the executable with extension ".map".
9390
9391 @item --create-map-file=mapfile
9392 When linking an executable, create a map file. The name of the map file is
9393 "mapfile".
9394
9395 @end ifclear
9396
9397 @item ^-a^/ALL_FILES^
9398 @cindex @option{^-a^/ALL_FILES^} (@command{gnatmake})
9399 Consider all files in the make process, even the GNAT internal system
9400 files (for example, the predefined Ada library files), as well as any
9401 locked files. Locked files are files whose ALI file is write-protected.
9402 By default,
9403 @command{gnatmake} does not check these files,
9404 because the assumption is that the GNAT internal files are properly up
9405 to date, and also that any write protected ALI files have been properly
9406 installed. Note that if there is an installation problem, such that one
9407 of these files is not up to date, it will be properly caught by the
9408 binder.
9409 You may have to specify this switch if you are working on GNAT
9410 itself. The switch @option{^-a^/ALL_FILES^} is also useful
9411 in conjunction with @option{^-f^/FORCE_COMPILE^}
9412 if you need to recompile an entire application,
9413 including run-time files, using special configuration pragmas,
9414 such as a @code{Normalize_Scalars} pragma.
9415
9416 By default
9417 @code{gnatmake ^-a^/ALL_FILES^} compiles all GNAT
9418 internal files with
9419 @ifclear vms
9420 @code{gcc -c -gnatpg} rather than @code{gcc -c}.
9421 @end ifclear
9422 @ifset vms
9423 the @code{/CHECKS=SUPPRESS_ALL /STYLE_CHECKS=GNAT} switch.
9424 @end ifset
9425
9426 @item ^-b^/ACTIONS=BIND^
9427 @cindex @option{^-b^/ACTIONS=BIND^} (@command{gnatmake})
9428 Bind only. Can be combined with @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^} to do
9429 compilation and binding, but no link.
9430 Can be combined with @option{^-l^/ACTIONS=LINK^}
9431 to do binding and linking. When not combined with
9432 @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^}
9433 all the units in the closure of the main program must have been previously
9434 compiled and must be up to date. The root unit specified by @var{file_name}
9435 may be given without extension, with the source extension or, if no GNAT
9436 Project File is specified, with the ALI file extension.
9437
9438 @item ^-c^/ACTIONS=COMPILE^
9439 @cindex @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^} (@command{gnatmake})
9440 Compile only. Do not perform binding, except when @option{^-b^/ACTIONS=BIND^}
9441 is also specified. Do not perform linking, except if both
9442 @option{^-b^/ACTIONS=BIND^} and
9443 @option{^-l^/ACTIONS=LINK^} are also specified.
9444 If the root unit specified by @var{file_name} is not a main unit, this is the
9445 default. Otherwise @command{gnatmake} will attempt binding and linking
9446 unless all objects are up to date and the executable is more recent than
9447 the objects.
9448
9449 @item ^-C^/MAPPING^
9450 @cindex @option{^-C^/MAPPING^} (@command{gnatmake})
9451 Use a temporary mapping file. A mapping file is a way to communicate
9452 to the compiler two mappings: from unit names to file names (without
9453 any directory information) and from file names to path names (with
9454 full directory information). A mapping file can make the compiler's
9455 file searches faster, especially if there are many source directories,
9456 or the sources are read over a slow network connection. If
9457 @option{^-P^/PROJECT_FILE^} is used, a mapping file is always used, so
9458 @option{^-C^/MAPPING^} is unnecessary; in this case the mapping file
9459 is initially populated based on the project file. If
9460 @option{^-C^/MAPPING^} is used without
9461 @option{^-P^/PROJECT_FILE^},
9462 the mapping file is initially empty. Each invocation of the compiler
9463 will add any newly accessed sources to the mapping file.
9464
9465 @item ^-C=^/USE_MAPPING_FILE=^@var{file}
9466 @cindex @option{^-C=^/USE_MAPPING^} (@command{gnatmake})
9467 Use a specific mapping file. The file, specified as a path name (absolute or
9468 relative) by this switch, should already exist, otherwise the switch is
9469 ineffective. The specified mapping file will be communicated to the compiler.
9470 This switch is not compatible with a project file
9471 (^-P^/PROJECT_FILE=^@var{file}) or with multiple compiling processes
9472 (^-j^/PROCESSES=^nnn, when nnn is greater than 1).
9473
9474 @item ^-d^/DISPLAY_PROGRESS^
9475 @cindex @option{^-d^/DISPLAY_PROGRESS^} (@command{gnatmake})
9476 Display progress for each source, up to date or not, as a single line
9477
9478 @smallexample
9479 completed x out of y (zz%)
9480 @end smallexample
9481
9482 If the file needs to be compiled this is displayed after the invocation of
9483 the compiler. These lines are displayed even in quiet output mode.
9484
9485 @item ^-D ^/DIRECTORY_OBJECTS=^@var{dir}
9486 @cindex @option{^-D^/DIRECTORY_OBJECTS^} (@command{gnatmake})
9487 Put all object files and ALI file in directory @var{dir}.
9488 If the @option{^-D^/DIRECTORY_OBJECTS^} switch is not used, all object files
9489 and ALI files go in the current working directory.
9490
9491 This switch cannot be used when using a project file.
9492
9493 @ifclear vms
9494 @item -eL
9495 @cindex @option{-eL} (@command{gnatmake})
9496 @cindex symbolic links
9497 Follow all symbolic links when processing project files.
9498 This should be used if your project uses symbolic links for files or
9499 directories, but is not needed in other cases.
9500
9501 @cindex naming scheme
9502 This also assumes that no directory matches the naming scheme for files (for
9503 instance that you do not have a directory called "sources.ads" when using the
9504 default GNAT naming scheme).
9505
9506 When you do not have to use this switch (i.e.@: by default), gnatmake is able to
9507 save a lot of system calls (several per source file and object file), which
9508 can result in a significant speed up to load and manipulate a project file,
9509 especially when using source files from a remote system.
9510
9511 @end ifclear
9512
9513 @item ^-eS^/STANDARD_OUTPUT_FOR_COMMANDS^
9514 @cindex @option{^-eS^/STANDARD_OUTPUT_FOR_COMMANDS^} (@command{gnatmake})
9515 Output the commands for the compiler, the binder and the linker
9516 on ^standard output^SYS$OUTPUT^,
9517 instead of ^standard error^SYS$ERROR^.
9518
9519 @item ^-f^/FORCE_COMPILE^
9520 @cindex @option{^-f^/FORCE_COMPILE^} (@command{gnatmake})
9521 Force recompilations. Recompile all sources, even though some object
9522 files may be up to date, but don't recompile predefined or GNAT internal
9523 files or locked files (files with a write-protected ALI file),
9524 unless the @option{^-a^/ALL_FILES^} switch is also specified.
9525
9526 @item ^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^
9527 @cindex @option{^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^} (@command{gnatmake})
9528 When using project files, if some errors or warnings are detected during
9529 parsing and verbose mode is not in effect (no use of switch
9530 ^-v^/VERBOSE^), then error lines start with the full path name of the project
9531 file, rather than its simple file name.
9532
9533 @item ^-g^/DEBUG^
9534 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@command{gnatmake})
9535 Enable debugging. This switch is simply passed to the compiler and to the
9536 linker.
9537
9538 @item ^-i^/IN_PLACE^
9539 @cindex @option{^-i^/IN_PLACE^} (@command{gnatmake})
9540 In normal mode, @command{gnatmake} compiles all object files and ALI files
9541 into the current directory. If the @option{^-i^/IN_PLACE^} switch is used,
9542 then instead object files and ALI files that already exist are overwritten
9543 in place. This means that once a large project is organized into separate
9544 directories in the desired manner, then @command{gnatmake} will automatically
9545 maintain and update this organization. If no ALI files are found on the
9546 Ada object path (@ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}),
9547 the new object and ALI files are created in the
9548 directory containing the source being compiled. If another organization
9549 is desired, where objects and sources are kept in different directories,
9550 a useful technique is to create dummy ALI files in the desired directories.
9551 When detecting such a dummy file, @command{gnatmake} will be forced to
9552 recompile the corresponding source file, and it will be put the resulting
9553 object and ALI files in the directory where it found the dummy file.
9554
9555 @item ^-j^/PROCESSES=^@var{n}
9556 @cindex @option{^-j^/PROCESSES^} (@command{gnatmake})
9557 @cindex Parallel make
9558 Use @var{n} processes to carry out the (re)compilations. On a
9559 multiprocessor machine compilations will occur in parallel. In the
9560 event of compilation errors, messages from various compilations might
9561 get interspersed (but @command{gnatmake} will give you the full ordered
9562 list of failing compiles at the end). If this is problematic, rerun
9563 the make process with n set to 1 to get a clean list of messages.
9564
9565 @item ^-k^/CONTINUE_ON_ERROR^
9566 @cindex @option{^-k^/CONTINUE_ON_ERROR^} (@command{gnatmake})
9567 Keep going. Continue as much as possible after a compilation error. To
9568 ease the programmer's task in case of compilation errors, the list of
9569 sources for which the compile fails is given when @command{gnatmake}
9570 terminates.
9571
9572 If @command{gnatmake} is invoked with several @file{file_names} and with this
9573 switch, if there are compilation errors when building an executable,
9574 @command{gnatmake} will not attempt to build the following executables.
9575
9576 @item ^-l^/ACTIONS=LINK^
9577 @cindex @option{^-l^/ACTIONS=LINK^} (@command{gnatmake})
9578 Link only. Can be combined with @option{^-b^/ACTIONS=BIND^} to binding
9579 and linking. Linking will not be performed if combined with
9580 @option{^-c^/ACTIONS=COMPILE^}
9581 but not with @option{^-b^/ACTIONS=BIND^}.
9582 When not combined with @option{^-b^/ACTIONS=BIND^}
9583 all the units in the closure of the main program must have been previously
9584 compiled and must be up to date, and the main program needs to have been bound.
9585 The root unit specified by @var{file_name}
9586 may be given without extension, with the source extension or, if no GNAT
9587 Project File is specified, with the ALI file extension.
9588
9589 @item ^-m^/MINIMAL_RECOMPILATION^
9590 @cindex @option{^-m^/MINIMAL_RECOMPILATION^} (@command{gnatmake})
9591 Specify that the minimum necessary amount of recompilations
9592 be performed. In this mode @command{gnatmake} ignores time
9593 stamp differences when the only
9594 modifications to a source file consist in adding/removing comments,
9595 empty lines, spaces or tabs. This means that if you have changed the
9596 comments in a source file or have simply reformatted it, using this
9597 switch will tell @command{gnatmake} not to recompile files that depend on it
9598 (provided other sources on which these files depend have undergone no
9599 semantic modifications). Note that the debugging information may be
9600 out of date with respect to the sources if the @option{-m} switch causes
9601 a compilation to be switched, so the use of this switch represents a
9602 trade-off between compilation time and accurate debugging information.
9603
9604 @item ^-M^/DEPENDENCIES_LIST^
9605 @cindex Dependencies, producing list
9606 @cindex @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^} (@command{gnatmake})
9607 Check if all objects are up to date. If they are, output the object
9608 dependences to @file{stdout} in a form that can be directly exploited in
9609 a @file{Makefile}. By default, each source file is prefixed with its
9610 (relative or absolute) directory name. This name is whatever you
9611 specified in the various @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
9612 and @option{^-I^/SEARCH^} switches. If you use
9613 @code{gnatmake ^-M^/DEPENDENCIES_LIST^}
9614 @option{^-q^/QUIET^}
9615 (see below), only the source file names,
9616 without relative paths, are output. If you just specify the
9617 @option{^-M^/DEPENDENCIES_LIST^}
9618 switch, dependencies of the GNAT internal system files are omitted. This
9619 is typically what you want. If you also specify
9620 the @option{^-a^/ALL_FILES^} switch,
9621 dependencies of the GNAT internal files are also listed. Note that
9622 dependencies of the objects in external Ada libraries (see switch
9623 @option{^-aL^/SKIP_MISSING=^}@var{dir} in the following list)
9624 are never reported.
9625
9626 @item ^-n^/DO_OBJECT_CHECK^
9627 @cindex @option{^-n^/DO_OBJECT_CHECK^} (@command{gnatmake})
9628 Don't compile, bind, or link. Checks if all objects are up to date.
9629 If they are not, the full name of the first file that needs to be
9630 recompiled is printed.
9631 Repeated use of this option, followed by compiling the indicated source
9632 file, will eventually result in recompiling all required units.
9633
9634 @item ^-o ^/EXECUTABLE=^@var{exec_name}
9635 @cindex @option{^-o^/EXECUTABLE^} (@command{gnatmake})
9636 Output executable name. The name of the final executable program will be
9637 @var{exec_name}. If the @option{^-o^/EXECUTABLE^} switch is omitted the default
9638 name for the executable will be the name of the input file in appropriate form
9639 for an executable file on the host system.
9640
9641 This switch cannot be used when invoking @command{gnatmake} with several
9642 @file{file_names}.
9643
9644 @item ^-p or --create-missing-dirs^/CREATE_MISSING_DIRS^
9645 @cindex @option{^-p^/CREATE_MISSING_DIRS^} (@command{gnatmake})
9646 When using project files (^-P^/PROJECT_FILE=^@var{project}), create
9647 automatically missing object directories, library directories and exec
9648 directories.
9649
9650 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@var{project}
9651 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (@command{gnatmake})
9652 Use project file @var{project}. Only one such switch can be used.
9653 @xref{gnatmake and Project Files}.
9654
9655 @item ^-q^/QUIET^
9656 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@command{gnatmake})
9657 Quiet. When this flag is not set, the commands carried out by
9658 @command{gnatmake} are displayed.
9659
9660 @item ^-s^/SWITCH_CHECK/^
9661 @cindex @option{^-s^/SWITCH_CHECK^} (@command{gnatmake})
9662 Recompile if compiler switches have changed since last compilation.
9663 All compiler switches but -I and -o are taken into account in the
9664 following way:
9665 orders between different ``first letter'' switches are ignored, but
9666 orders between same switches are taken into account. For example,
9667 @option{-O -O2} is different than @option{-O2 -O}, but @option{-g -O}
9668 is equivalent to @option{-O -g}.
9669
9670 This switch is recommended when Integrated Preprocessing is used.
9671
9672 @item ^-u^/UNIQUE^
9673 @cindex @option{^-u^/UNIQUE^} (@command{gnatmake})
9674 Unique. Recompile at most the main files. It implies -c. Combined with
9675 -f, it is equivalent to calling the compiler directly. Note that using
9676 ^-u^/UNIQUE^ with a project file and no main has a special meaning
9677 (@pxref{Project Files and Main Subprograms}).
9678
9679 @item ^-U^/ALL_PROJECTS^
9680 @cindex @option{^-U^/ALL_PROJECTS^} (@command{gnatmake})
9681 When used without a project file or with one or several mains on the command
9682 line, is equivalent to ^-u^/UNIQUE^. When used with a project file and no main
9683 on the command line, all sources of all project files are checked and compiled
9684 if not up to date, and libraries are rebuilt, if necessary.
9685
9686 @item ^-v^/REASONS^
9687 @cindex @option{^-v^/REASONS^} (@command{gnatmake})
9688 Verbose. Display the reason for all recompilations @command{gnatmake}
9689 decides are necessary, with the highest verbosity level.
9690
9691 @item ^-vl^/LOW_VERBOSITY^
9692 @cindex @option{^-vl^/LOW_VERBOSITY^} (@command{gnatmake})
9693 Verbosity level Low. Display fewer lines than in verbosity Medium.
9694
9695 @item ^-vm^/MEDIUM_VERBOSITY^
9696 @cindex @option{^-vm^/MEDIUM_VERBOSITY^} (@command{gnatmake})
9697 Verbosity level Medium. Potentially display fewer lines than in verbosity High.
9698
9699 @item ^-vh^/HIGH_VERBOSITY^
9700 @cindex @option{^-vm^/HIGH_VERBOSITY^} (@command{gnatmake})
9701 Verbosity level High. Equivalent to ^-v^/REASONS^.
9702
9703 @item ^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}
9704 Indicate the verbosity of the parsing of GNAT project files.
9705 @xref{Switches Related to Project Files}.
9706
9707 @item ^-x^/NON_PROJECT_UNIT_COMPILATION^
9708 @cindex @option{^-x^/NON_PROJECT_UNIT_COMPILATION^} (@command{gnatmake})
9709 Indicate that sources that are not part of any Project File may be compiled.
9710 Normally, when using Project Files, only sources that are part of a Project
9711 File may be compile. When this switch is used, a source outside of all Project
9712 Files may be compiled. The ALI file and the object file will be put in the
9713 object directory of the main Project. The compilation switches used will only
9714 be those specified on the command line. Even when
9715 @option{^-x^/NON_PROJECT_UNIT_COMPILATION^} is used, mains specified on the
9716 command line need to be sources of a project file.
9717
9718 @item ^-X^/EXTERNAL_REFERENCE=^@var{name=value}
9719 Indicate that external variable @var{name} has the value @var{value}.
9720 The Project Manager will use this value for occurrences of
9721 @code{external(name)} when parsing the project file.
9722 @xref{Switches Related to Project Files}.
9723
9724 @item ^-z^/NOMAIN^
9725 @cindex @option{^-z^/NOMAIN^} (@command{gnatmake})
9726 No main subprogram. Bind and link the program even if the unit name
9727 given on the command line is a package name. The resulting executable
9728 will execute the elaboration routines of the package and its closure,
9729 then the finalization routines.
9730
9731 @end table
9732
9733 @table @asis
9734 @item @command{gcc} @asis{switches}
9735 @ifclear vms
9736 Any uppercase or multi-character switch that is not a @command{gnatmake} switch
9737 is passed to @command{gcc} (e.g.@: @option{-O}, @option{-gnato,} etc.)
9738 @end ifclear
9739 @ifset vms
9740 Any qualifier that cannot be recognized as a qualifier for @code{GNAT MAKE}
9741 but is recognizable as a valid qualifier for @code{GNAT COMPILE} is
9742 automatically treated as a compiler switch, and passed on to all
9743 compilations that are carried out.
9744 @end ifset
9745 @end table
9746
9747 @noindent
9748 Source and library search path switches:
9749
9750 @table @option
9751 @c !sort!
9752 @item ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}
9753 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@command{gnatmake})
9754 When looking for source files also look in directory @var{dir}.
9755 The order in which source files search is undertaken is
9756 described in @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}.
9757
9758 @item ^-aL^/SKIP_MISSING=^@var{dir}
9759 @cindex @option{^-aL^/SKIP_MISSING^} (@command{gnatmake})
9760 Consider @var{dir} as being an externally provided Ada library.
9761 Instructs @command{gnatmake} to skip compilation units whose @file{.ALI}
9762 files have been located in directory @var{dir}. This allows you to have
9763 missing bodies for the units in @var{dir} and to ignore out of date bodies
9764 for the same units. You still need to specify
9765 the location of the specs for these units by using the switches
9766 @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}}
9767 or @option{^-I^/SEARCH=^@var{dir}}.
9768 Note: this switch is provided for compatibility with previous versions
9769 of @command{gnatmake}. The easier method of causing standard libraries
9770 to be excluded from consideration is to write-protect the corresponding
9771 ALI files.
9772
9773 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
9774 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@command{gnatmake})
9775 When searching for library and object files, look in directory
9776 @var{dir}. The order in which library files are searched is described in
9777 @ref{Search Paths for gnatbind}.
9778
9779 @item ^-A^/CONDITIONAL_SOURCE_SEARCH=^@var{dir}
9780 @cindex Search paths, for @command{gnatmake}
9781 @cindex @option{^-A^/CONDITIONAL_SOURCE_SEARCH^} (@command{gnatmake})
9782 Equivalent to @option{^-aL^/SKIP_MISSING=^@var{dir}
9783 ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}}.
9784
9785 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
9786 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@command{gnatmake})
9787 Equivalent to @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
9788 ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}}.
9789
9790 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
9791 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@command{gnatmake})
9792 @cindex Source files, suppressing search
9793 Do not look for source files in the directory containing the source
9794 file named in the command line.
9795 Do not look for ALI or object files in the directory
9796 where @command{gnatmake} was invoked.
9797
9798 @item ^-L^/LIBRARY_SEARCH=^@var{dir}
9799 @cindex @option{^-L^/LIBRARY_SEARCH^} (@command{gnatmake})
9800 @cindex Linker libraries
9801 Add directory @var{dir} to the list of directories in which the linker
9802 will search for libraries. This is equivalent to
9803 @option{-largs ^-L^/LIBRARY_SEARCH=^}@var{dir}.
9804 @ifclear vms
9805 Furthermore, under Windows, the sources pointed to by the libraries path
9806 set in the registry are not searched for.
9807 @end ifclear
9808
9809 @item -nostdinc
9810 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatmake})
9811 Do not look for source files in the system default directory.
9812
9813 @item -nostdlib
9814 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatmake})
9815 Do not look for library files in the system default directory.
9816
9817 @item --RTS=@var{rts-path}
9818 @cindex @option{--RTS} (@command{gnatmake})
9819 Specifies the default location of the runtime library. GNAT looks for the
9820 runtime
9821 in the following directories, and stops as soon as a valid runtime is found
9822 (@file{adainclude} or @file{ada_source_path}, and @file{adalib} or
9823 @file{ada_object_path} present):
9824
9825 @itemize @bullet
9826 @item <current directory>/$rts_path
9827
9828 @item <default-search-dir>/$rts_path
9829
9830 @item <default-search-dir>/rts-$rts_path
9831 @end itemize
9832
9833 @noindent
9834 The selected path is handled like a normal RTS path.
9835
9836 @end table
9837
9838 @node Mode Switches for gnatmake
9839 @section Mode Switches for @command{gnatmake}
9840
9841 @noindent
9842 The mode switches (referred to as @code{mode_switches}) allow the
9843 inclusion of switches that are to be passed to the compiler itself, the
9844 binder or the linker. The effect of a mode switch is to cause all
9845 subsequent switches up to the end of the switch list, or up to the next
9846 mode switch, to be interpreted as switches to be passed on to the
9847 designated component of GNAT.
9848
9849 @table @option
9850 @c !sort!
9851 @item -cargs @var{switches}
9852 @cindex @option{-cargs} (@command{gnatmake})
9853 Compiler switches. Here @var{switches} is a list of switches
9854 that are valid switches for @command{gcc}. They will be passed on to
9855 all compile steps performed by @command{gnatmake}.
9856
9857 @item -bargs @var{switches}
9858 @cindex @option{-bargs} (@command{gnatmake})
9859 Binder switches. Here @var{switches} is a list of switches
9860 that are valid switches for @code{gnatbind}. They will be passed on to
9861 all bind steps performed by @command{gnatmake}.
9862
9863 @item -largs @var{switches}
9864 @cindex @option{-largs} (@command{gnatmake})
9865 Linker switches. Here @var{switches} is a list of switches
9866 that are valid switches for @command{gnatlink}. They will be passed on to
9867 all link steps performed by @command{gnatmake}.
9868
9869 @item -margs @var{switches}
9870 @cindex @option{-margs} (@command{gnatmake})
9871 Make switches. The switches are directly interpreted by @command{gnatmake},
9872 regardless of any previous occurrence of @option{-cargs}, @option{-bargs}
9873 or @option{-largs}.
9874 @end table
9875
9876 @node Notes on the Command Line
9877 @section Notes on the Command Line
9878
9879 @noindent
9880 This section contains some additional useful notes on the operation
9881 of the @command{gnatmake} command.
9882
9883 @itemize @bullet
9884 @item
9885 @cindex Recompilation, by @command{gnatmake}
9886 If @command{gnatmake} finds no ALI files, it recompiles the main program
9887 and all other units required by the main program.
9888 This means that @command{gnatmake}
9889 can be used for the initial compile, as well as during subsequent steps of
9890 the development cycle.
9891
9892 @item
9893 If you enter @code{gnatmake @var{file}.adb}, where @file{@var{file}.adb}
9894 is a subunit or body of a generic unit, @command{gnatmake} recompiles
9895 @file{@var{file}.adb} (because it finds no ALI) and stops, issuing a
9896 warning.
9897
9898 @item
9899 In @command{gnatmake} the switch @option{^-I^/SEARCH^}
9900 is used to specify both source and
9901 library file paths. Use @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
9902 instead if you just want to specify
9903 source paths only and @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^}
9904 if you want to specify library paths
9905 only.
9906
9907 @item
9908 @command{gnatmake} will ignore any files whose ALI file is write-protected.
9909 This may conveniently be used to exclude standard libraries from
9910 consideration and in particular it means that the use of the
9911 @option{^-f^/FORCE_COMPILE^} switch will not recompile these files
9912 unless @option{^-a^/ALL_FILES^} is also specified.
9913
9914 @item
9915 @command{gnatmake} has been designed to make the use of Ada libraries
9916 particularly convenient. Assume you have an Ada library organized
9917 as follows: @i{^obj-dir^[OBJ_DIR]^} contains the objects and ALI files for
9918 of your Ada compilation units,
9919 whereas @i{^include-dir^[INCLUDE_DIR]^} contains the
9920 specs of these units, but no bodies. Then to compile a unit
9921 stored in @code{main.adb}, which uses this Ada library you would just type
9922
9923 @smallexample
9924 @ifclear vms
9925 $ gnatmake -aI@var{include-dir}  -aL@var{obj-dir}  main
9926 @end ifclear
9927 @ifset vms
9928 $ gnatmake /SOURCE_SEARCH=@i{[INCLUDE_DIR]}
9929            /SKIP_MISSING=@i{[OBJ_DIR]} main
9930 @end ifset
9931 @end smallexample
9932
9933 @item
9934 Using @command{gnatmake} along with the
9935 @option{^-m (minimal recompilation)^/MINIMAL_RECOMPILATION^}
9936 switch provides a mechanism for avoiding unnecessary recompilations. Using
9937 this switch,
9938 you can update the comments/format of your
9939 source files without having to recompile everything. Note, however, that
9940 adding or deleting lines in a source files may render its debugging
9941 info obsolete. If the file in question is a spec, the impact is rather
9942 limited, as that debugging info will only be useful during the
9943 elaboration phase of your program. For bodies the impact can be more
9944 significant. In all events, your debugger will warn you if a source file
9945 is more recent than the corresponding object, and alert you to the fact
9946 that the debugging information may be out of date.
9947 @end itemize
9948
9949 @node How gnatmake Works
9950 @section How @command{gnatmake} Works
9951
9952 @noindent
9953 Generally @command{gnatmake} automatically performs all necessary
9954 recompilations and you don't need to worry about how it works. However,
9955 it may be useful to have some basic understanding of the @command{gnatmake}
9956 approach and in particular to understand how it uses the results of
9957 previous compilations without incorrectly depending on them.
9958
9959 First a definition: an object file is considered @dfn{up to date} if the
9960 corresponding ALI file exists and if all the source files listed in the
9961 dependency section of this ALI file have time stamps matching those in
9962 the ALI file. This means that neither the source file itself nor any
9963 files that it depends on have been modified, and hence there is no need
9964 to recompile this file.
9965
9966 @command{gnatmake} works by first checking if the specified main unit is up
9967 to date. If so, no compilations are required for the main unit. If not,
9968 @command{gnatmake} compiles the main program to build a new ALI file that
9969 reflects the latest sources. Then the ALI file of the main unit is
9970 examined to find all the source files on which the main program depends,
9971 and @command{gnatmake} recursively applies the above procedure on all these
9972 files.
9973
9974 This process ensures that @command{gnatmake} only trusts the dependencies
9975 in an existing ALI file if they are known to be correct. Otherwise it
9976 always recompiles to determine a new, guaranteed accurate set of
9977 dependencies. As a result the program is compiled ``upside down'' from what may
9978 be more familiar as the required order of compilation in some other Ada
9979 systems. In particular, clients are compiled before the units on which
9980 they depend. The ability of GNAT to compile in any order is critical in
9981 allowing an order of compilation to be chosen that guarantees that
9982 @command{gnatmake} will recompute a correct set of new dependencies if
9983 necessary.
9984
9985 When invoking @command{gnatmake} with several @var{file_names}, if a unit is
9986 imported by several of the executables, it will be recompiled at most once.
9987
9988 Note: when using non-standard naming conventions
9989 (@pxref{Using Other File Names}), changing through a configuration pragmas
9990 file the version of a source and invoking @command{gnatmake} to recompile may
9991 have no effect, if the previous version of the source is still accessible
9992 by @command{gnatmake}. It may be necessary to use the switch
9993 ^-f^/FORCE_COMPILE^.
9994
9995 @node Examples of gnatmake Usage
9996 @section Examples of @command{gnatmake} Usage
9997
9998 @table @code
9999 @item gnatmake hello.adb
10000 Compile all files necessary to bind and link the main program
10001 @file{hello.adb} (containing unit @code{Hello}) and bind and link the
10002 resulting object files to generate an executable file @file{^hello^HELLO.EXE^}.
10003
10004 @item gnatmake main1 main2 main3
10005 Compile all files necessary to bind and link the main programs
10006 @file{main1.adb} (containing unit @code{Main1}), @file{main2.adb}
10007 (containing unit @code{Main2}) and @file{main3.adb}
10008 (containing unit @code{Main3}) and bind and link the resulting object files
10009 to generate three executable files @file{^main1^MAIN1.EXE^},
10010 @file{^main2^MAIN2.EXE^}
10011 and @file{^main3^MAIN3.EXE^}.
10012
10013 @ifclear vms
10014 @item gnatmake -q Main_Unit -cargs -O2 -bargs -l
10015 @end ifclear
10016
10017 @ifset vms
10018 @item gnatmake Main_Unit /QUIET
10019 /COMPILER_QUALIFIERS /OPTIMIZE=ALL
10020 /BINDER_QUALIFIERS /ORDER_OF_ELABORATION
10021 @end ifset
10022 Compile all files necessary to bind and link the main program unit
10023 @code{Main_Unit} (from file @file{main_unit.adb}). All compilations will
10024 be done with optimization level 2 and the order of elaboration will be
10025 listed by the binder. @command{gnatmake} will operate in quiet mode, not
10026 displaying commands it is executing.
10027 @end table
10028
10029 @c *************************
10030 @node Improving Performance
10031 @chapter Improving Performance
10032 @cindex Improving performance
10033
10034 @noindent
10035 This chapter presents several topics related to program performance.
10036 It first describes some of the tradeoffs that need to be considered
10037 and some of the techniques for making your program run faster.
10038 It then documents the @command{gnatelim} tool and unused subprogram/data
10039 elimination feature, which can reduce the size of program executables.
10040
10041 Note: to invoke @command{gnatelim} with a project file, use the @code{gnat}
10042 driver (see @ref{The GNAT Driver and Project Files}).
10043
10044 @ifnottex
10045 @menu
10046 * Performance Considerations::
10047 * Text_IO Suggestions::
10048 * Reducing Size of Ada Executables with gnatelim::
10049 * Reducing Size of Executables with unused subprogram/data elimination::
10050 @end menu
10051 @end ifnottex
10052
10053 @c *****************************
10054 @node Performance Considerations
10055 @section Performance Considerations
10056
10057 @noindent
10058 The GNAT system provides a number of options that allow a trade-off
10059 between
10060
10061 @itemize @bullet
10062 @item
10063 performance of the generated code
10064
10065 @item
10066 speed of compilation
10067
10068 @item
10069 minimization of dependences and recompilation
10070
10071 @item
10072 the degree of run-time checking.
10073 @end itemize
10074
10075 @noindent
10076 The defaults (if no options are selected) aim at improving the speed
10077 of compilation and minimizing dependences, at the expense of performance
10078 of the generated code:
10079
10080 @itemize @bullet
10081 @item
10082 no optimization
10083
10084 @item
10085 no inlining of subprogram calls
10086
10087 @item
10088 all run-time checks enabled except overflow and elaboration checks
10089 @end itemize
10090
10091 @noindent
10092 These options are suitable for most program development purposes. This
10093 chapter describes how you can modify these choices, and also provides
10094 some guidelines on debugging optimized code.
10095
10096 @menu
10097 * Controlling Run-Time Checks::
10098 * Use of Restrictions::
10099 * Optimization Levels::
10100 * Debugging Optimized Code::
10101 * Inlining of Subprograms::
10102 * Other Optimization Switches::
10103 * Optimization and Strict Aliasing::
10104
10105 @ifset vms
10106 * Coverage Analysis::
10107 @end ifset
10108 @end menu
10109
10110 @node Controlling Run-Time Checks
10111 @subsection Controlling Run-Time Checks
10112
10113 @noindent
10114 By default, GNAT generates all run-time checks, except integer overflow
10115 checks, stack overflow checks, and checks for access before elaboration on
10116 subprogram calls. The latter are not required in default mode, because all
10117 necessary checking is done at compile time.
10118 @cindex @option{-gnatp} (@command{gcc})
10119 @cindex @option{-gnato} (@command{gcc})
10120 Two gnat switches, @option{-gnatp} and @option{-gnato} allow this default to
10121 be modified. @xref{Run-Time Checks}.
10122
10123 Our experience is that the default is suitable for most development
10124 purposes.
10125
10126 We treat integer overflow specially because these
10127 are quite expensive and in our experience are not as important as other
10128 run-time checks in the development process. Note that division by zero
10129 is not considered an overflow check, and divide by zero checks are
10130 generated where required by default.
10131
10132 Elaboration checks are off by default, and also not needed by default, since
10133 GNAT uses a static elaboration analysis approach that avoids the need for
10134 run-time checking. This manual contains a full chapter discussing the issue
10135 of elaboration checks, and if the default is not satisfactory for your use,
10136 you should read this chapter.
10137
10138 For validity checks, the minimal checks required by the Ada Reference
10139 Manual (for case statements and assignments to array elements) are on
10140 by default. These can be suppressed by use of the @option{-gnatVn} switch.
10141 Note that in Ada 83, there were no validity checks, so if the Ada 83 mode
10142 is acceptable (or when comparing GNAT performance with an Ada 83 compiler),
10143 it may be reasonable to routinely use @option{-gnatVn}. Validity checks
10144 are also suppressed entirely if @option{-gnatp} is used.
10145
10146 @cindex Overflow checks
10147 @cindex Checks, overflow
10148 @findex Suppress
10149 @findex Unsuppress
10150 @cindex pragma Suppress
10151 @cindex pragma Unsuppress
10152 Note that the setting of the switches controls the default setting of
10153 the checks. They may be modified using either @code{pragma Suppress} (to
10154 remove checks) or @code{pragma Unsuppress} (to add back suppressed
10155 checks) in the program source.
10156
10157 @node Use of Restrictions
10158 @subsection Use of Restrictions
10159
10160 @noindent
10161 The use of pragma Restrictions allows you to control which features are
10162 permitted in your program. Apart from the obvious point that if you avoid
10163 relatively expensive features like finalization (enforceable by the use
10164 of pragma Restrictions (No_Finalization), the use of this pragma does not
10165 affect the generated code in most cases.
10166
10167 One notable exception to this rule is that the possibility of task abort
10168 results in some distributed overhead, particularly if finalization or
10169 exception handlers are used. The reason is that certain sections of code
10170 have to be marked as non-abortable.
10171
10172 If you use neither the @code{abort} statement, nor asynchronous transfer
10173 of control (@code{select @dots{} then abort}), then this distributed overhead
10174 is removed, which may have a general positive effect in improving
10175 overall performance.  Especially code involving frequent use of tasking
10176 constructs and controlled types will show much improved performance.
10177 The relevant restrictions pragmas are
10178
10179 @smallexample @c ada
10180    pragma Restrictions (No_Abort_Statements);
10181    pragma Restrictions (Max_Asynchronous_Select_Nesting => 0);
10182 @end smallexample
10183
10184 @noindent
10185 It is recommended that these restriction pragmas be used if possible. Note
10186 that this also means that you can write code without worrying about the
10187 possibility of an immediate abort at any point.
10188
10189 @node Optimization Levels
10190 @subsection Optimization Levels
10191 @cindex @option{^-O^/OPTIMIZE^} (@command{gcc})
10192
10193 @noindent
10194 Without any optimization ^option,^qualifier,^
10195 the compiler's goal is to reduce the cost of
10196 compilation and to make debugging produce the expected results.
10197 Statements are independent: if you stop the program with a breakpoint between
10198 statements, you can then assign a new value to any variable or change
10199 the program counter to any other statement in the subprogram and get exactly
10200 the results you would expect from the source code.
10201
10202 Turning on optimization makes the compiler attempt to improve the
10203 performance and/or code size at the expense of compilation time and
10204 possibly the ability to debug the program.
10205
10206 If you use multiple
10207 ^-O options, with or without level numbers,^/OPTIMIZE qualifiers,^
10208 the last such option is the one that is effective.
10209
10210 @noindent
10211 The default is optimization off. This results in the fastest compile
10212 times, but GNAT makes absolutely no attempt to optimize, and the
10213 generated programs are considerably larger and slower than when
10214 optimization is enabled. You can use the
10215 @ifclear vms
10216 @option{-O} switch (the permitted forms are @option{-O0}, @option{-O1}
10217 @option{-O2}, @option{-O3}, and @option{-Os})
10218 @end ifclear
10219 @ifset vms
10220 @code{OPTIMIZE} qualifier
10221 @end ifset
10222 to @command{gcc} to control the optimization level:
10223
10224 @table @option
10225 @item ^-O0^/OPTIMIZE=NONE^
10226 No optimization (the default);
10227 generates unoptimized code but has
10228 the fastest compilation time.
10229
10230 Note that many other compilers do fairly extensive optimization
10231 even if ``no optimization'' is specified. With gcc, it is
10232 very unusual to use ^-O0^/OPTIMIZE=NONE^ for production if
10233 execution time is of any concern, since ^-O0^/OPTIMIZE=NONE^
10234 really does mean no optimization at all. This difference between
10235 gcc and other compilers should be kept in mind when doing
10236 performance comparisons.
10237
10238 @item ^-O1^/OPTIMIZE=SOME^
10239 Moderate optimization;
10240 optimizes reasonably well but does not
10241 degrade compilation time significantly.
10242
10243 @item ^-O2^/OPTIMIZE=ALL^
10244 @ifset vms
10245 @itemx /OPTIMIZE=DEVELOPMENT
10246 @end ifset
10247 Full optimization;
10248 generates highly optimized code and has
10249 the slowest compilation time.
10250
10251 @item ^-O3^/OPTIMIZE=INLINING^
10252 Full optimization as in @option{-O2};
10253 also uses more aggressive automatic inlining of subprograms within a unit
10254 (@pxref{Inlining of Subprograms}) and attempts to vectorize loops.
10255
10256 @item ^-Os^/OPTIMIZE=SPACE^
10257 Optimize space usage (code and data) of resulting program.
10258 @end table
10259
10260 @noindent
10261 Higher optimization levels perform more global transformations on the
10262 program and apply more expensive analysis algorithms in order to generate
10263 faster and more compact code. The price in compilation time, and the
10264 resulting improvement in execution time,
10265 both depend on the particular application and the hardware environment.
10266 You should experiment to find the best level for your application.
10267
10268 Since the precise set of optimizations done at each level will vary from
10269 release to release (and sometime from target to target), it is best to think
10270 of the optimization settings in general terms.
10271 @xref{Optimize Options,, Options That Control Optimization, gcc, Using
10272 the GNU Compiler Collection (GCC)}, for details about
10273 ^the @option{-O} settings and a number of @option{-f} options that^how to^
10274 individually enable or disable specific optimizations.
10275
10276 Unlike some other compilation systems, ^@command{gcc}^GNAT^ has
10277 been tested extensively at all optimization levels. There are some bugs
10278 which appear only with optimization turned on, but there have also been
10279 bugs which show up only in @emph{unoptimized} code. Selecting a lower
10280 level of optimization does not improve the reliability of the code
10281 generator, which in practice is highly reliable at all optimization
10282 levels.
10283
10284 Note regarding the use of @option{-O3}: The use of this optimization level
10285 is generally discouraged with GNAT, since it often results in larger
10286 executables which may run more slowly. See further discussion of this point
10287 in @ref{Inlining of Subprograms}.
10288
10289 @node Debugging Optimized Code
10290 @subsection Debugging Optimized Code
10291 @cindex Debugging optimized code
10292 @cindex Optimization and debugging
10293
10294 @noindent
10295 Although it is possible to do a reasonable amount of debugging at
10296 @ifclear vms
10297 nonzero optimization levels,
10298 the higher the level the more likely that
10299 @end ifclear
10300 @ifset vms
10301 @option{/OPTIMIZE} settings other than @code{NONE},
10302 such settings will make it more likely that
10303 @end ifset
10304 source-level constructs will have been eliminated by optimization.
10305 For example, if a loop is strength-reduced, the loop
10306 control variable may be completely eliminated and thus cannot be
10307 displayed in the debugger.
10308 This can only happen at @option{-O2} or @option{-O3}.
10309 Explicit temporary variables that you code might be eliminated at
10310 ^level^setting^ @option{-O1} or higher.
10311
10312 The use of the @option{^-g^/DEBUG^} switch,
10313 @cindex @option{^-g^/DEBUG^} (@command{gcc})
10314 which is needed for source-level debugging,
10315 affects the size of the program executable on disk,
10316 and indeed the debugging information can be quite large.
10317 However, it has no effect on the generated code (and thus does not
10318 degrade performance)
10319
10320 Since the compiler generates debugging tables for a compilation unit before
10321 it performs optimizations, the optimizing transformations may invalidate some
10322 of the debugging data.  You therefore need to anticipate certain
10323 anomalous situations that may arise while debugging optimized code.
10324 These are the most common cases:
10325
10326 @enumerate
10327 @item
10328 @i{The ``hopping Program Counter'':}  Repeated @code{step} or @code{next}
10329 commands show
10330 the PC bouncing back and forth in the code.  This may result from any of
10331 the following optimizations:
10332
10333 @itemize @bullet
10334 @item
10335 @i{Common subexpression elimination:} using a single instance of code for a
10336 quantity that the source computes several times.  As a result you
10337 may not be able to stop on what looks like a statement.
10338
10339 @item
10340 @i{Invariant code motion:} moving an expression that does not change within a
10341 loop, to the beginning of the loop.
10342
10343 @item
10344 @i{Instruction scheduling:} moving instructions so as to
10345 overlap loads and stores (typically) with other code, or in
10346 general to move computations of values closer to their uses. Often
10347 this causes you to pass an assignment statement without the assignment
10348 happening and then later bounce back to the statement when the
10349 value is actually needed.  Placing a breakpoint on a line of code
10350 and then stepping over it may, therefore, not always cause all the
10351 expected side-effects.
10352 @end itemize
10353
10354 @item
10355 @i{The ``big leap'':} More commonly known as @emph{cross-jumping}, in which
10356 two identical pieces of code are merged and the program counter suddenly
10357 jumps to a statement that is not supposed to be executed, simply because
10358 it (and the code following) translates to the same thing as the code
10359 that @emph{was} supposed to be executed.  This effect is typically seen in
10360 sequences that end in a jump, such as a @code{goto}, a @code{return}, or
10361 a @code{break} in a C @code{^switch^switch^} statement.
10362
10363 @item
10364 @i{The ``roving variable'':} The symptom is an unexpected value in a variable.
10365 There are various reasons for this effect:
10366
10367 @itemize @bullet
10368 @item
10369 In a subprogram prologue, a parameter may not yet have been moved to its
10370 ``home''.
10371
10372 @item
10373 A variable may be dead, and its register re-used.  This is
10374 probably the most common cause.
10375
10376 @item
10377 As mentioned above, the assignment of a value to a variable may
10378 have been moved.
10379
10380 @item
10381 A variable may be eliminated entirely by value propagation or
10382 other means.  In this case, GCC may incorrectly generate debugging
10383 information for the variable
10384 @end itemize
10385
10386 @noindent
10387 In general, when an unexpected value appears for a local variable or parameter
10388 you should first ascertain if that value was actually computed by
10389 your program, as opposed to being incorrectly reported by the debugger.
10390 Record fields or
10391 array elements in an object designated by an access value
10392 are generally less of a problem, once you have ascertained that the access
10393 value is sensible.
10394 Typically, this means checking variables in the preceding code and in the
10395 calling subprogram to verify that the value observed is explainable from other
10396 values (one must apply the procedure recursively to those
10397 other values); or re-running the code and stopping a little earlier
10398 (perhaps before the call) and stepping to better see how the variable obtained
10399 the value in question; or continuing to step @emph{from} the point of the
10400 strange value to see if code motion had simply moved the variable's
10401 assignments later.
10402 @end enumerate
10403
10404 @noindent
10405 In light of such anomalies, a recommended technique is to use @option{-O0}
10406 early in the software development cycle, when extensive debugging capabilities
10407 are most needed, and then move to @option{-O1} and later @option{-O2} as
10408 the debugger becomes less critical.
10409 Whether to use the @option{^-g^/DEBUG^} switch in the release version is
10410 a release management issue.
10411 @ifclear vms
10412 Note that if you use @option{-g} you can then use the @command{strip} program
10413 on the resulting executable,
10414 which removes both debugging information and global symbols.
10415 @end ifclear
10416
10417 @node Inlining of Subprograms
10418 @subsection Inlining of Subprograms
10419
10420 @noindent
10421 A call to a subprogram in the current unit is inlined if all the
10422 following conditions are met:
10423
10424 @itemize @bullet
10425 @item
10426 The optimization level is at least @option{-O1}.
10427
10428 @item
10429 The called subprogram is suitable for inlining: It must be small enough
10430 and not contain something that @command{gcc} cannot support in inlined
10431 subprograms.
10432
10433 @item
10434 @cindex pragma Inline
10435 @findex Inline
10436 Any one of the following applies: @code{pragma Inline} is applied to the
10437 subprogram and the @option{^-gnatn^/INLINE^} switch is specified; the
10438 subprogram is local to the unit and called once from within it; the
10439 subprogram is small and optimization level @option{-O2} is specified;
10440 optimization level @option{-O3}) is specified.
10441 @end itemize
10442
10443 @noindent
10444 Calls to subprograms in @code{with}'ed units are normally not inlined.
10445 To achieve actual inlining (that is, replacement of the call by the code
10446 in the body of the subprogram), the following conditions must all be true.
10447
10448 @itemize @bullet
10449 @item
10450 The optimization level is at least @option{-O1}.
10451
10452 @item
10453 The called subprogram is suitable for inlining: It must be small enough
10454 and not contain something that @command{gcc} cannot support in inlined
10455 subprograms.
10456
10457 @item
10458 The call appears in a body (not in a package spec).
10459
10460 @item
10461 There is a @code{pragma Inline} for the subprogram.
10462
10463 @item
10464 The @option{^-gnatn^/INLINE^} switch is used on the command line.
10465 @end itemize
10466
10467 Even if all these conditions are met, it may not be possible for
10468 the compiler to inline the call, due to the length of the body,
10469 or features in the body that make it impossible for the compiler
10470 to do the inlining.
10471
10472 Note that specifying the @option{-gnatn} switch causes additional
10473 compilation dependencies. Consider the following:
10474
10475 @smallexample @c ada
10476 @cartouche
10477 package R is
10478    procedure Q;
10479    pragma Inline (Q);
10480 end R;
10481 package body R is
10482    @dots{}
10483 end R;
10484
10485 with R;
10486 procedure Main is
10487 begin
10488    @dots{}
10489    R.Q;
10490 end Main;
10491 @end cartouche
10492 @end smallexample
10493
10494 @noindent
10495 With the default behavior (no @option{-gnatn} switch specified), the
10496 compilation of the @code{Main} procedure depends only on its own source,
10497 @file{main.adb}, and the spec of the package in file @file{r.ads}. This
10498 means that editing the body of @code{R} does not require recompiling
10499 @code{Main}.
10500
10501 On the other hand, the call @code{R.Q} is not inlined under these
10502 circumstances. If the @option{-gnatn} switch is present when @code{Main}
10503 is compiled, the call will be inlined if the body of @code{Q} is small
10504 enough, but now @code{Main} depends on the body of @code{R} in
10505 @file{r.adb} as well as on the spec. This means that if this body is edited,
10506 the main program must be recompiled. Note that this extra dependency
10507 occurs whether or not the call is in fact inlined by @command{gcc}.
10508
10509 The use of front end inlining with @option{-gnatN} generates similar
10510 additional dependencies.
10511
10512 @cindex @option{^-fno-inline^/INLINE=SUPPRESS^} (@command{gcc})
10513 Note: The @option{^-fno-inline^/INLINE=SUPPRESS^} switch
10514 can be used to prevent
10515 all inlining. This switch overrides all other conditions and ensures
10516 that no inlining occurs. The extra dependences resulting from
10517 @option{-gnatn} will still be active, even if
10518 this switch is used to suppress the resulting inlining actions.
10519
10520 @cindex @option{-fno-inline-functions} (@command{gcc})
10521 Note: The @option{-fno-inline-functions} switch can be used to prevent
10522 automatic inlining of subprograms if @option{-O3} is used.
10523
10524 @cindex @option{-fno-inline-small-functions} (@command{gcc})
10525 Note: The @option{-fno-inline-small-functions} switch can be used to prevent
10526 automatic inlining of small subprograms if @option{-O2} is used.
10527
10528 @cindex @option{-fno-inline-functions-called-once} (@command{gcc})
10529 Note: The @option{-fno-inline-functions-called-once} switch
10530 can be used to prevent inlining of subprograms local to the unit
10531 and called once from within it if @option{-O1} is used.
10532
10533 Note regarding the use of @option{-O3}: There is no difference in inlining
10534 behavior between @option{-O2} and @option{-O3} for subprograms with an explicit
10535 pragma @code{Inline} assuming the use of @option{-gnatn}
10536 or @option{-gnatN} (the switches that activate inlining). If you have used
10537 pragma @code{Inline} in appropriate cases, then it is usually much better
10538 to use @option{-O2} and @option{-gnatn} and avoid the use of @option{-O3} which
10539 in this case only has the effect of inlining subprograms you did not
10540 think should be inlined. We often find that the use of @option{-O3} slows
10541 down code by performing excessive inlining, leading to increased instruction
10542 cache pressure from the increased code size. So the bottom line here is
10543 that you should not automatically assume that @option{-O3} is better than
10544 @option{-O2}, and indeed you should use @option{-O3} only if tests show that
10545 it actually improves performance.
10546
10547 @node Other Optimization Switches
10548 @subsection Other Optimization Switches
10549 @cindex Optimization Switches
10550
10551 Since @code{GNAT} uses the @command{gcc} back end, all the specialized
10552 @command{gcc} optimization switches are potentially usable. These switches
10553 have not been extensively tested with GNAT but can generally be expected
10554 to work. Examples of switches in this category are
10555 @option{-funroll-loops} and
10556 the various target-specific @option{-m} options (in particular, it has been
10557 observed that @option{-march=pentium4} can significantly improve performance
10558 on appropriate machines). For full details of these switches, see
10559 @ref{Submodel Options,, Hardware Models and Configurations, gcc, Using
10560 the GNU Compiler Collection (GCC)}.
10561
10562 @node Optimization and Strict Aliasing
10563 @subsection Optimization and Strict Aliasing
10564 @cindex Aliasing
10565 @cindex Strict Aliasing
10566 @cindex No_Strict_Aliasing
10567
10568 @noindent
10569 The strong typing capabilities of Ada allow an optimizer to generate
10570 efficient code in situations where other languages would be forced to
10571 make worst case assumptions preventing such optimizations. Consider
10572 the following example:
10573
10574 @smallexample @c ada
10575 @cartouche
10576 procedure R is
10577    type Int1 is new Integer;
10578    type Int2 is new Integer;
10579    type Int1A is access Int1;
10580    type Int2A is access Int2;
10581    Int1V : Int1A;
10582    Int2V : Int2A;
10583    @dots{}
10584
10585 begin
10586    @dots{}
10587    for J in Data'Range loop
10588       if Data (J) = Int1V.all then
10589          Int2V.all := Int2V.all + 1;
10590       end if;
10591    end loop;
10592    @dots{}
10593 end R;
10594 @end cartouche
10595 @end smallexample
10596
10597 @noindent
10598 In this example, since the variable @code{Int1V} can only access objects
10599 of type @code{Int1}, and @code{Int2V} can only access objects of type
10600 @code{Int2}, there is no possibility that the assignment to
10601 @code{Int2V.all} affects the value of @code{Int1V.all}. This means that
10602 the compiler optimizer can "know" that the value @code{Int1V.all} is constant
10603 for all iterations of the loop and avoid the extra memory reference
10604 required to dereference it each time through the loop.
10605
10606 This kind of optimization, called strict aliasing analysis, is
10607 triggered by specifying an optimization level of @option{-O2} or
10608 higher or @option{-Os} and allows @code{GNAT} to generate more efficient code
10609 when access values are involved.
10610
10611 However, although this optimization is always correct in terms of
10612 the formal semantics of the Ada Reference Manual, difficulties can
10613 arise if features like @code{Unchecked_Conversion} are used to break
10614 the typing system. Consider the following complete program example:
10615
10616 @smallexample @c ada
10617 @cartouche
10618 package p1 is
10619    type int1 is new integer;
10620    type int2 is new integer;
10621    type a1 is access int1;
10622    type a2 is access int2;
10623 end p1;
10624
10625 with p1; use p1;
10626 package p2 is
10627    function to_a2 (Input : a1) return a2;
10628 end p2;
10629
10630 with Unchecked_Conversion;
10631 package body p2 is
10632    function to_a2 (Input : a1) return a2 is
10633       function to_a2u is
10634         new Unchecked_Conversion (a1, a2);
10635    begin
10636       return to_a2u (Input);
10637    end to_a2;
10638 end p2;
10639
10640 with p2; use p2;
10641 with p1; use p1;
10642 with Text_IO; use Text_IO;
10643 procedure m is
10644    v1 : a1 := new int1;
10645    v2 : a2 := to_a2 (v1);
10646 begin
10647    v1.all := 1;
10648    v2.all := 0;
10649    put_line (int1'image (v1.all));
10650 end;
10651 @end cartouche
10652 @end smallexample
10653
10654 @noindent
10655 This program prints out 0 in @option{-O0} or @option{-O1}
10656 mode, but it prints out 1 in @option{-O2} mode. That's
10657 because in strict aliasing mode, the compiler can and
10658 does assume that the assignment to @code{v2.all} could not
10659 affect the value of @code{v1.all}, since different types
10660 are involved.
10661
10662 This behavior is not a case of non-conformance with the standard, since
10663 the Ada RM specifies that an unchecked conversion where the resulting
10664 bit pattern is not a correct value of the target type can result in an
10665 abnormal value and attempting to reference an abnormal value makes the
10666 execution of a program erroneous.  That's the case here since the result
10667 does not point to an object of type @code{int2}.  This means that the
10668 effect is entirely unpredictable.
10669
10670 However, although that explanation may satisfy a language
10671 lawyer, in practice an applications programmer expects an
10672 unchecked conversion involving pointers to create true
10673 aliases and the behavior of printing 1 seems plain wrong.
10674 In this case, the strict aliasing optimization is unwelcome.
10675
10676 Indeed the compiler recognizes this possibility, and the
10677 unchecked conversion generates a warning:
10678
10679 @smallexample
10680 p2.adb:5:07: warning: possible aliasing problem with type "a2"
10681 p2.adb:5:07: warning: use -fno-strict-aliasing switch for references
10682 p2.adb:5:07: warning:  or use "pragma No_Strict_Aliasing (a2);"
10683 @end smallexample
10684
10685 @noindent
10686 Unfortunately the problem is recognized when compiling the body of
10687 package @code{p2}, but the actual "bad" code is generated while
10688 compiling the body of @code{m} and this latter compilation does not see
10689 the suspicious @code{Unchecked_Conversion}.
10690
10691 As implied by the warning message, there are approaches you can use to
10692 avoid the unwanted strict aliasing optimization in a case like this.
10693
10694 One possibility is to simply avoid the use of @option{-O2}, but
10695 that is a bit drastic, since it throws away a number of useful
10696 optimizations that do not involve strict aliasing assumptions.
10697
10698 A less drastic approach is to compile the program using the
10699 option @option{-fno-strict-aliasing}. Actually it is only the
10700 unit containing the dereferencing of the suspicious pointer
10701 that needs to be compiled. So in this case, if we compile
10702 unit @code{m} with this switch, then we get the expected
10703 value of zero printed. Analyzing which units might need
10704 the switch can be painful, so a more reasonable approach
10705 is to compile the entire program with options @option{-O2}
10706 and @option{-fno-strict-aliasing}. If the performance is
10707 satisfactory with this combination of options, then the
10708 advantage is that the entire issue of possible "wrong"
10709 optimization due to strict aliasing is avoided.
10710
10711 To avoid the use of compiler switches, the configuration
10712 pragma @code{No_Strict_Aliasing} with no parameters may be
10713 used to specify that for all access types, the strict
10714 aliasing optimization should be suppressed.
10715
10716 However, these approaches are still overkill, in that they causes
10717 all manipulations of all access values to be deoptimized. A more
10718 refined approach is to concentrate attention on the specific
10719 access type identified as problematic.
10720
10721 First, if a careful analysis of uses of the pointer shows
10722 that there are no possible problematic references, then
10723 the warning can be suppressed by bracketing the
10724 instantiation of @code{Unchecked_Conversion} to turn
10725 the warning off:
10726
10727 @smallexample @c ada
10728    pragma Warnings (Off);
10729    function to_a2u is
10730      new Unchecked_Conversion (a1, a2);
10731    pragma Warnings (On);
10732 @end smallexample
10733
10734 @noindent
10735 Of course that approach is not appropriate for this particular
10736 example, since indeed there is a problematic reference. In this
10737 case we can take one of two other approaches.
10738
10739 The first possibility is to move the instantiation of unchecked
10740 conversion to the unit in which the type is declared. In
10741 this example, we would move the instantiation of
10742 @code{Unchecked_Conversion} from the body of package
10743 @code{p2} to the spec of package @code{p1}. Now the
10744 warning disappears. That's because any use of the
10745 access type knows there is a suspicious unchecked
10746 conversion, and the strict aliasing optimization
10747 is automatically suppressed for the type.
10748
10749 If it is not practical to move the unchecked conversion to the same unit
10750 in which the destination access type is declared (perhaps because the
10751 source type is not visible in that unit), you may use pragma
10752 @code{No_Strict_Aliasing} for the type. This pragma must occur in the
10753 same declarative sequence as the declaration of the access type:
10754
10755 @smallexample @c ada
10756    type a2 is access int2;
10757    pragma No_Strict_Aliasing (a2);
10758 @end smallexample
10759
10760 @noindent
10761 Here again, the compiler now knows that the strict aliasing optimization
10762 should be suppressed for any reference to type @code{a2} and the
10763 expected behavior is obtained.
10764
10765 Finally, note that although the compiler can generate warnings for
10766 simple cases of unchecked conversions, there are tricker and more
10767 indirect ways of creating type incorrect aliases which the compiler
10768 cannot detect. Examples are the use of address overlays and unchecked
10769 conversions involving composite types containing access types as
10770 components. In such cases, no warnings are generated, but there can
10771 still be aliasing problems. One safe coding practice is to forbid the
10772 use of address clauses for type overlaying, and to allow unchecked
10773 conversion only for primitive types. This is not really a significant
10774 restriction since any possible desired effect can be achieved by
10775 unchecked conversion of access values.
10776
10777 The aliasing analysis done in strict aliasing mode can certainly
10778 have significant benefits. We have seen cases of large scale
10779 application code where the time is increased by up to 5% by turning
10780 this optimization off. If you have code that includes significant
10781 usage of unchecked conversion, you might want to just stick with
10782 @option{-O1} and avoid the entire issue. If you get adequate
10783 performance at this level of optimization level, that's probably
10784 the safest approach. If tests show that you really need higher
10785 levels of optimization, then you can experiment with @option{-O2}
10786 and @option{-O2 -fno-strict-aliasing} to see how much effect this
10787 has on size and speed of the code. If you really need to use
10788 @option{-O2} with strict aliasing in effect, then you should
10789 review any uses of unchecked conversion of access types,
10790 particularly if you are getting the warnings described above.
10791
10792 @ifset vms
10793 @node Coverage Analysis
10794 @subsection Coverage Analysis
10795
10796 @noindent
10797 GNAT supports the HP Performance Coverage Analyzer (PCA), which allows
10798 the user to determine the distribution of execution time across a program,
10799 @pxref{Profiling} for details of usage.
10800 @end ifset
10801
10802
10803 @node Text_IO Suggestions
10804 @section @code{Text_IO} Suggestions
10805 @cindex @code{Text_IO} and performance
10806
10807 @noindent
10808 The @code{Ada.Text_IO} package has fairly high overheads due in part to
10809 the requirement of maintaining page and line counts. If performance
10810 is critical, a recommendation is to use @code{Stream_IO} instead of
10811 @code{Text_IO} for volume output, since this package has less overhead.
10812
10813 If @code{Text_IO} must be used, note that by default output to the standard
10814 output and standard error files is unbuffered (this provides better
10815 behavior when output statements are used for debugging, or if the
10816 progress of a program is observed by tracking the output, e.g. by
10817 using the Unix @command{tail -f} command to watch redirected output.
10818
10819 If you are generating large volumes of output with @code{Text_IO} and
10820 performance is an important factor, use a designated file instead
10821 of the standard output file, or change the standard output file to
10822 be buffered using @code{Interfaces.C_Streams.setvbuf}.
10823
10824
10825
10826 @node Reducing Size of Ada Executables with gnatelim
10827 @section Reducing Size of Ada Executables with @code{gnatelim}
10828 @findex gnatelim
10829
10830 @noindent
10831 This section describes @command{gnatelim}, a tool which detects unused
10832 subprograms and helps the compiler to create a smaller executable for your
10833 program.
10834
10835 @menu
10836 * About gnatelim::
10837 * Running gnatelim::
10838 * Processing Precompiled Libraries::
10839 * Correcting the List of Eliminate Pragmas::
10840 * Making Your Executables Smaller::
10841 * Summary of the gnatelim Usage Cycle::
10842 @end menu
10843
10844 @node About gnatelim
10845 @subsection About @code{gnatelim}
10846
10847 @noindent
10848 When a program shares a set of Ada
10849 packages with other programs, it may happen that this program uses
10850 only a fraction of the subprograms defined in these packages. The code
10851 created for these unused subprograms increases the size of the executable.
10852
10853 @code{gnatelim} tracks unused subprograms in an Ada program and
10854 outputs a list of GNAT-specific pragmas @code{Eliminate} marking all the
10855 subprograms that are declared but never called. By placing the list of
10856 @code{Eliminate} pragmas in the GNAT configuration file @file{gnat.adc} and
10857 recompiling your program, you may decrease the size of its executable,
10858 because the compiler will not generate the code for 'eliminated' subprograms.
10859 @xref{Pragma Eliminate,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for more
10860 information about this pragma.
10861
10862 @code{gnatelim} needs as its input data the name of the main subprogram.
10863
10864 If a set of source files is specified as @code{gnatelim} arguments, it
10865 treats these files as a complete set of sources making up a program to
10866 analyse, and analyses only these sources.
10867
10868 After a full successful build of the main subprogram @code{gnatelim} can be
10869 called without  specifying sources to analyse, in this case it computes
10870 the source closure of the main unit from the @file{ALI} files.
10871
10872 The following command will create the set of @file{ALI} files needed for
10873 @code{gnatelim}:
10874
10875 @smallexample
10876 $ gnatmake ^-c Main_Prog^/ACTIONS=COMPILE MAIN_PROG^
10877 @end smallexample
10878
10879 Note that @code{gnatelim} does not need object files.
10880
10881 @node Running gnatelim
10882 @subsection Running @code{gnatelim}
10883
10884 @noindent
10885 @code{gnatelim} has the following command-line interface:
10886
10887 @smallexample
10888 $ gnatelim [@var{switches}] ^-main^?MAIN^=@var{main_unit_name} @{@var{filename}@} @r{[}-cargs @var{gcc_switches}@r{]}
10889 @end smallexample
10890
10891 @noindent
10892 @var{main_unit_name} should be a name of a source file that contains the main
10893 subprogram of a program (partition).
10894
10895 Each @var{filename} is the name (including the extension) of a source
10896 file to process. ``Wildcards'' are allowed, and
10897 the file name may contain path information.
10898
10899 @samp{@var{gcc_switches}} is a list of switches for
10900 @command{gcc}. They will be passed on to all compiler invocations made by
10901 @command{gnatelim} to generate the ASIS trees. Here you can provide
10902 @option{^-I^/INCLUDE_DIRS=^} switches to form the source search path,
10903 use the @option{-gnatec} switch to set the configuration file,
10904 use the @option{-gnat05} switch if sources should be compiled in
10905 Ada 2005 mode etc.
10906
10907 @code{gnatelim} has the following switches:
10908
10909 @table @option
10910 @c !sort!
10911 @item ^-files^/FILES^=@var{filename}
10912 @cindex @option{^-files^/FILES^} (@code{gnatelim})
10913 Take the argument source files from the specified file. This file should be an
10914 ordinary text file containing file names separated by spaces or
10915 line breaks. You can use this switch more than once in the same call to
10916 @command{gnatelim}. You also can combine this switch with
10917 an explicit list of files.
10918
10919 @item ^-log^/LOG^
10920 @cindex @option{^-log^/LOG^} (@command{gnatelim})
10921 Duplicate all the output sent to @file{stderr} into a log file. The log file
10922 is named @file{gnatelim.log} and is located in the current directory.
10923
10924 @item ^-log^/LOGFILE^=@var{filename}
10925 @cindex @option{^-log^/LOGFILE^} (@command{gnatelim})
10926 Duplicate all the output sent to @file{stderr} into a specified log file.
10927
10928 @cindex @option{^--no-elim-dispatch^/NO_DISPATCH^} (@command{gnatelim})
10929 @item ^--no-elim-dispatch^/NO_DISPATCH^
10930 Do not generate pragmas for dispatching operations.
10931
10932 @item ^--ignore^/IGNORE^=@var{filename}
10933 @cindex @option{^--ignore^/IGNORE^} (@command{gnatelim})
10934 Do not generate pragmas for subprograms declared in the sources
10935 listed in a specified file
10936
10937 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@command{gnatelim})
10938 @item ^-o^/OUTPUT^=@var{report_file}
10939 Put @command{gnatelim} output into a specified file. If this file already exists,
10940 it is overridden. If this switch is not used, @command{gnatelim} outputs its results
10941 into @file{stderr}
10942
10943 @item ^-q^/QUIET^
10944 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@command{gnatelim})
10945 Quiet mode: by default @code{gnatelim} outputs to the standard error
10946 stream the number of program units left to be processed. This option turns
10947 this trace off.
10948
10949 @cindex @option{^-t^/TIME^} (@command{gnatelim})
10950 @item ^-t^/TIME^
10951 Print out execution time.
10952
10953 @item ^-v^/VERBOSE^
10954 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@command{gnatelim})
10955 Verbose mode: @code{gnatelim} version information is printed as Ada
10956 comments to the standard output stream. Also, in addition to the number of
10957 program units left @code{gnatelim} will output the name of the current unit
10958 being processed.
10959
10960 @item ^-wq^/WARNINGS=QUIET^
10961 @cindex @option{^-wq^/WARNINGS=QUIET^} (@command{gnatelim})
10962 Quiet warning mode - some warnings are suppressed. In particular warnings that
10963 indicate that the analysed set of sources is incomplete to make up a
10964 partition and that some subprogram bodies are missing are not generated.
10965 @end table
10966
10967 @node Processing Precompiled Libraries
10968 @subsection Processing Precompiled Libraries
10969
10970 @noindent
10971 If some program uses a precompiled Ada library, it can be processed by
10972 @code{gnatelim} in a usual way. @code{gnatelim} will newer generate an
10973 Eliminate pragma for a subprogram if the body of this subprogram has not
10974 been analysed, this is a typical case for subprograms from precompiled
10975 libraries. Switch @option{^-wq^/WARNINGS=QUIET^} may be used to suppress
10976 warnings about missing source files and non-analyzed subprogram bodies
10977 that can be generated when processing precompiled Ada libraries.
10978
10979 @node Correcting the List of Eliminate Pragmas
10980 @subsection Correcting the List of Eliminate Pragmas
10981
10982 @noindent
10983 In some rare cases @code{gnatelim} may try to eliminate
10984 subprograms that are actually called in the program. In this case, the
10985 compiler will generate an error message of the form:
10986
10987 @smallexample
10988 main.adb:4:08: cannot reference subprogram "P" eliminated at elim.out:5
10989 @end smallexample
10990
10991 @noindent
10992 You will need to manually remove the wrong @code{Eliminate} pragmas from
10993 the configuration file indicated in the error message. You should recompile
10994 your program from scratch after that, because you need a consistent
10995 configuration file(s) during the entire compilation.
10996
10997 @node Making Your Executables Smaller
10998 @subsection Making Your Executables Smaller
10999
11000 @noindent
11001 In order to get a smaller executable for your program you now have to
11002 recompile the program completely with the configuration file containing
11003 pragmas Eliminate generated by gnatelim. If these pragmas are placed in
11004 @file{gnat.adc} file located in your current directory, just do:
11005
11006 @smallexample
11007 $ gnatmake ^-f main_prog^/FORCE_COMPILE MAIN_PROG^
11008 @end smallexample
11009
11010 @noindent
11011 (Use the @option{^-f^/FORCE_COMPILE^} option for @command{gnatmake} to
11012 recompile everything
11013 with the set of pragmas @code{Eliminate} that you have obtained with
11014 @command{gnatelim}).
11015
11016 Be aware that the set of @code{Eliminate} pragmas is specific to each
11017 program. It is not recommended to merge sets of @code{Eliminate}
11018 pragmas created for different programs in one configuration file.
11019
11020 @node Summary of the gnatelim Usage Cycle
11021 @subsection Summary of the @code{gnatelim} Usage Cycle
11022
11023 @noindent
11024 Here is a quick summary of the steps to be taken in order to reduce
11025 the size of your executables with @code{gnatelim}. You may use
11026 other GNAT options to control the optimization level,
11027 to produce the debugging information, to set search path, etc.
11028
11029 @enumerate
11030 @item
11031 Create a complete set of @file{ALI} files (if the program has not been
11032 built already)
11033
11034 @smallexample
11035 $ gnatmake ^-c main_prog^/ACTIONS=COMPILE MAIN_PROG^
11036 @end smallexample
11037
11038 @item
11039 Generate a list of @code{Eliminate} pragmas in default configuration file
11040 @file{gnat.adc} in the current directory
11041 @smallexample
11042 @ifset vms
11043 $ PIPE GNAT ELIM MAIN_PROG > GNAT.ADC
11044 @end ifset
11045 @ifclear vms
11046 $ gnatelim main_prog >@r{[}>@r{]} gnat.adc
11047 @end ifclear
11048 @end smallexample
11049
11050 @item
11051 Recompile the application
11052
11053 @smallexample
11054 $ gnatmake ^-f main_prog^/FORCE_COMPILE MAIN_PROG^
11055 @end smallexample
11056
11057 @end enumerate
11058
11059 @node Reducing Size of Executables with unused subprogram/data elimination
11060 @section Reducing Size of Executables with Unused Subprogram/Data Elimination
11061 @findex unused subprogram/data elimination
11062
11063 @noindent
11064 This section describes how you can eliminate unused subprograms and data from
11065 your executable just by setting options at compilation time.
11066
11067 @menu
11068 * About unused subprogram/data elimination::
11069 * Compilation options::
11070 * Example of unused subprogram/data elimination::
11071 @end menu
11072
11073 @node About unused subprogram/data elimination
11074 @subsection About unused subprogram/data elimination
11075
11076 @noindent
11077 By default, an executable contains all code and data of its composing objects
11078 (directly linked or coming from statically linked libraries), even data or code
11079 never used by this executable.
11080
11081 This feature will allow you to eliminate such unused code from your
11082 executable, making it smaller (in disk and in memory).
11083
11084 This functionality is available on all Linux platforms except for the IA-64
11085 architecture and on all cross platforms using the ELF binary file format.
11086 In both cases GNU binutils version 2.16 or later are required to enable it.
11087
11088 @node Compilation options
11089 @subsection Compilation options
11090
11091 @noindent
11092 The operation of eliminating the unused code and data from the final executable
11093 is directly performed by the linker.
11094
11095 In order to do this, it has to work with objects compiled with the
11096 following options:
11097 @option{-ffunction-sections} @option{-fdata-sections}.
11098 @cindex @option{-ffunction-sections} (@command{gcc})
11099 @cindex @option{-fdata-sections} (@command{gcc})
11100 These options are usable with C and Ada files.
11101 They will place respectively each
11102 function or data in a separate section in the resulting object file.
11103
11104 Once the objects and static libraries are created with these options, the
11105 linker can perform the dead code elimination. You can do this by setting
11106 the @option{-Wl,--gc-sections} option to gcc command or in the
11107 @option{-largs} section of @command{gnatmake}. This will perform a
11108 garbage collection of code and data never referenced.
11109
11110 If the linker performs a partial link (@option{-r} ld linker option), then you
11111 will need to provide one or several entry point using the
11112 @option{-e} / @option{--entry} ld option.
11113
11114 Note that objects compiled without the @option{-ffunction-sections} and
11115 @option{-fdata-sections} options can still be linked with the executable.
11116 However, no dead code elimination will be performed on those objects (they will
11117 be linked as is).
11118
11119 The GNAT static library is now compiled with -ffunction-sections and
11120 -fdata-sections on some platforms. This allows you to eliminate the unused code
11121 and data of the GNAT library from your executable.
11122
11123 @node Example of unused subprogram/data elimination
11124 @subsection Example of unused subprogram/data elimination
11125
11126 @noindent
11127 Here is a simple example:
11128
11129 @smallexample @c ada
11130 with Aux;
11131
11132 procedure Test is
11133 begin
11134    Aux.Used (10);
11135 end Test;
11136
11137 package Aux is
11138    Used_Data   : Integer;
11139    Unused_Data : Integer;
11140
11141    procedure Used   (Data : Integer);
11142    procedure Unused (Data : Integer);
11143 end Aux;
11144
11145 package body Aux is
11146    procedure Used (Data : Integer) is
11147    begin
11148       Used_Data := Data;
11149    end Used;
11150
11151    procedure Unused (Data : Integer) is
11152    begin
11153       Unused_Data := Data;
11154    end Unused;
11155 end Aux;
11156 @end smallexample
11157
11158 @noindent
11159 @code{Unused} and @code{Unused_Data} are never referenced in this code
11160 excerpt, and hence they may be safely removed from the final executable.
11161
11162 @smallexample
11163 $ gnatmake test
11164
11165 $ nm test | grep used
11166 020015f0 T aux__unused
11167 02005d88 B aux__unused_data
11168 020015cc T aux__used
11169 02005d84 B aux__used_data
11170
11171 $ gnatmake test -cargs -fdata-sections -ffunction-sections \
11172      -largs -Wl,--gc-sections
11173
11174 $ nm test | grep used
11175 02005350 T aux__used
11176 0201ffe0 B aux__used_data
11177 @end smallexample
11178
11179 @noindent
11180 It can be observed that the procedure @code{Unused} and the object
11181 @code{Unused_Data} are removed by the linker when using the
11182 appropriate options.
11183
11184 @c ********************************
11185 @node Renaming Files Using gnatchop
11186 @chapter Renaming Files Using @code{gnatchop}
11187 @findex gnatchop
11188
11189 @noindent
11190 This chapter discusses how to handle files with multiple units by using
11191 the @code{gnatchop} utility. This utility is also useful in renaming
11192 files to meet the standard GNAT default file naming conventions.
11193
11194 @menu
11195 * Handling Files with Multiple Units::
11196 * Operating gnatchop in Compilation Mode::
11197 * Command Line for gnatchop::
11198 * Switches for gnatchop::
11199 * Examples of gnatchop Usage::
11200 @end menu
11201
11202 @node Handling Files with Multiple Units
11203 @section Handling Files with Multiple Units
11204
11205 @noindent
11206 The basic compilation model of GNAT requires that a file submitted to the
11207 compiler have only one unit and there be a strict correspondence
11208 between the file name and the unit name.
11209
11210 The @code{gnatchop} utility allows both of these rules to be relaxed,
11211 allowing GNAT to process files which contain multiple compilation units
11212 and files with arbitrary file names. @code{gnatchop}
11213 reads the specified file and generates one or more output files,
11214 containing one unit per file. The unit and the file name correspond,
11215 as required by GNAT.
11216
11217 If you want to permanently restructure a set of ``foreign'' files so that
11218 they match the GNAT rules, and do the remaining development using the
11219 GNAT structure, you can simply use @command{gnatchop} once, generate the
11220 new set of files and work with them from that point on.
11221
11222 Alternatively, if you want to keep your files in the ``foreign'' format,
11223 perhaps to maintain compatibility with some other Ada compilation
11224 system, you can set up a procedure where you use @command{gnatchop} each
11225 time you compile, regarding the source files that it writes as temporary
11226 files that you throw away.
11227
11228 Note that if your file containing multiple units starts with a byte order
11229 mark (BOM) specifying UTF-8 encoding, then the files generated by gnatchop
11230 will each start with a copy of this BOM, meaning that they can be compiled
11231 automatically in UTF-8 mode without needing to specify an explicit encoding.
11232
11233 @node Operating gnatchop in Compilation Mode
11234 @section Operating gnatchop in Compilation Mode
11235
11236 @noindent
11237 The basic function of @code{gnatchop} is to take a file with multiple units
11238 and split it into separate files. The boundary between files is reasonably
11239 clear, except for the issue of comments and pragmas. In default mode, the
11240 rule is that any pragmas between units belong to the previous unit, except
11241 that configuration pragmas always belong to the following unit. Any comments
11242 belong to the following unit. These rules
11243 almost always result in the right choice of
11244 the split point without needing to mark it explicitly and most users will
11245 find this default to be what they want. In this default mode it is incorrect to
11246 submit a file containing only configuration pragmas, or one that ends in
11247 configuration pragmas, to @code{gnatchop}.
11248
11249 However, using a special option to activate ``compilation mode'',
11250 @code{gnatchop}
11251 can perform another function, which is to provide exactly the semantics
11252 required by the RM for handling of configuration pragmas in a compilation.
11253 In the absence of configuration pragmas (at the main file level), this
11254 option has no effect, but it causes such configuration pragmas to be handled
11255 in a quite different manner.
11256
11257 First, in compilation mode, if @code{gnatchop} is given a file that consists of
11258 only configuration pragmas, then this file is appended to the
11259 @file{gnat.adc} file in the current directory. This behavior provides
11260 the required behavior described in the RM for the actions to be taken
11261 on submitting such a file to the compiler, namely that these pragmas
11262 should apply to all subsequent compilations in the same compilation
11263 environment. Using GNAT, the current directory, possibly containing a
11264 @file{gnat.adc} file is the representation
11265 of a compilation environment. For more information on the
11266 @file{gnat.adc} file, see @ref{Handling of Configuration Pragmas}.
11267
11268 Second, in compilation mode, if @code{gnatchop}
11269 is given a file that starts with
11270 configuration pragmas, and contains one or more units, then these
11271 configuration pragmas are prepended to each of the chopped files. This
11272 behavior provides the required behavior described in the RM for the
11273 actions to be taken on compiling such a file, namely that the pragmas
11274 apply to all units in the compilation, but not to subsequently compiled
11275 units.
11276
11277 Finally, if configuration pragmas appear between units, they are appended
11278 to the previous unit. This results in the previous unit being illegal,
11279 since the compiler does not accept configuration pragmas that follow
11280 a unit. This provides the required RM behavior that forbids configuration
11281 pragmas other than those preceding the first compilation unit of a
11282 compilation.
11283
11284 For most purposes, @code{gnatchop} will be used in default mode. The
11285 compilation mode described above is used only if you need exactly
11286 accurate behavior with respect to compilations, and you have files
11287 that contain multiple units and configuration pragmas. In this
11288 circumstance the use of @code{gnatchop} with the compilation mode
11289 switch provides the required behavior, and is for example the mode
11290 in which GNAT processes the ACVC tests.
11291
11292 @node Command Line for gnatchop
11293 @section Command Line for @code{gnatchop}
11294
11295 @noindent
11296 The @code{gnatchop} command has the form:
11297
11298 @smallexample
11299 @c $ gnatchop switches @var{file name} @r{[}@var{file name} @dots{}@r{]}
11300 @c      @ovar{directory}
11301 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
11302 $ gnatchop switches @var{file name} @r{[}@var{file name} @dots{}@r{]}
11303       @r{[}@var{directory}@r{]}
11304 @end smallexample
11305
11306 @noindent
11307 The only required argument is the file name of the file to be chopped.
11308 There are no restrictions on the form of this file name. The file itself
11309 contains one or more Ada units, in normal GNAT format, concatenated
11310 together. As shown, more than one file may be presented to be chopped.
11311
11312 When run in default mode, @code{gnatchop} generates one output file in
11313 the current directory for each unit in each of the files.
11314
11315 @var{directory}, if specified, gives the name of the directory to which
11316 the output files will be written. If it is not specified, all files are
11317 written to the current directory.
11318
11319 For example, given a
11320 file called @file{hellofiles} containing
11321
11322 @smallexample @c ada
11323 @group
11324 @cartouche
11325 procedure hello;
11326
11327 with Text_IO; use Text_IO;
11328 procedure hello is
11329 begin
11330    Put_Line ("Hello");
11331 end hello;
11332 @end cartouche
11333 @end group
11334 @end smallexample
11335
11336 @noindent
11337 the command
11338
11339 @smallexample
11340 $ gnatchop ^hellofiles^HELLOFILES.^
11341 @end smallexample
11342
11343 @noindent
11344 generates two files in the current directory, one called
11345 @file{hello.ads} containing the single line that is the procedure spec,
11346 and the other called @file{hello.adb} containing the remaining text. The
11347 original file is not affected. The generated files can be compiled in
11348 the normal manner.
11349
11350 @noindent
11351 When gnatchop is invoked on a file that is empty or that contains only empty
11352 lines and/or comments, gnatchop will not fail, but will not produce any
11353 new sources.
11354
11355 For example, given a
11356 file called @file{toto.txt} containing
11357
11358 @smallexample @c ada
11359 @group
11360 @cartouche
11361 --  Just a comment
11362 @end cartouche
11363 @end group
11364 @end smallexample
11365
11366 @noindent
11367 the command
11368
11369 @smallexample
11370 $ gnatchop ^toto.txt^TOT.TXT^
11371 @end smallexample
11372
11373 @noindent
11374 will not produce any new file and will result in the following warnings:
11375
11376 @smallexample
11377 toto.txt:1:01: warning: empty file, contains no compilation units
11378 no compilation units found
11379 no source files written
11380 @end smallexample
11381
11382 @node Switches for gnatchop
11383 @section Switches for @code{gnatchop}
11384
11385 @noindent
11386 @command{gnatchop} recognizes the following switches:
11387
11388 @table @option
11389 @c !sort!
11390
11391 @item --version
11392 @cindex @option{--version} @command{gnatchop}
11393 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
11394
11395 @item --help
11396 @cindex @option{--help} @command{gnatchop}
11397 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
11398 all other options.
11399
11400 @item ^-c^/COMPILATION^
11401 @cindex @option{^-c^/COMPILATION^} (@code{gnatchop})
11402 Causes @code{gnatchop} to operate in compilation mode, in which
11403 configuration pragmas are handled according to strict RM rules. See
11404 previous section for a full description of this mode.
11405
11406 @ifclear vms
11407 @item -gnat@var{xxx}
11408 This passes the given @option{-gnat@var{xxx}} switch to @code{gnat} which is
11409 used to parse the given file. Not all @var{xxx} options make sense,
11410 but for example, the use of @option{-gnati2} allows @code{gnatchop} to
11411 process a source file that uses Latin-2 coding for identifiers.
11412 @end ifclear
11413
11414 @item ^-h^/HELP^
11415 Causes @code{gnatchop} to generate a brief help summary to the standard
11416 output file showing usage information.
11417
11418 @item ^-k@var{mm}^/FILE_NAME_MAX_LENGTH=@var{mm}^
11419 @cindex @option{^-k^/FILE_NAME_MAX_LENGTH^} (@code{gnatchop})
11420 Limit generated file names to the specified number @code{mm}
11421 of characters.
11422 This is useful if the
11423 resulting set of files is required to be interoperable with systems
11424 which limit the length of file names.
11425 @ifset vms
11426 If no value is given, or
11427 if no @code{/FILE_NAME_MAX_LENGTH} qualifier is given,
11428 a default of 39, suitable for OpenVMS Alpha
11429 Systems, is assumed
11430 @end ifset
11431 @ifclear vms
11432 No space is allowed between the @option{-k} and the numeric value. The numeric
11433 value may be omitted in which case a default of @option{-k8},
11434 suitable for use
11435 with DOS-like file systems, is used. If no @option{-k} switch
11436 is present then
11437 there is no limit on the length of file names.
11438 @end ifclear
11439
11440 @item ^-p^/PRESERVE^
11441 @cindex @option{^-p^/PRESERVE^} (@code{gnatchop})
11442 Causes the file ^modification^creation^ time stamp of the input file to be
11443 preserved and used for the time stamp of the output file(s). This may be
11444 useful for preserving coherency of time stamps in an environment where
11445 @code{gnatchop} is used as part of a standard build process.
11446
11447 @item ^-q^/QUIET^
11448 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@code{gnatchop})
11449 Causes output of informational messages indicating the set of generated
11450 files to be suppressed. Warnings and error messages are unaffected.
11451
11452 @item ^-r^/REFERENCE^
11453 @cindex @option{^-r^/REFERENCE^} (@code{gnatchop})
11454 @findex Source_Reference
11455 Generate @code{Source_Reference} pragmas. Use this switch if the output
11456 files are regarded as temporary and development is to be done in terms
11457 of the original unchopped file. This switch causes
11458 @code{Source_Reference} pragmas to be inserted into each of the
11459 generated files to refers back to the original file name and line number.
11460 The result is that all error messages refer back to the original
11461 unchopped file.
11462 In addition, the debugging information placed into the object file (when
11463 the @option{^-g^/DEBUG^} switch of @command{gcc} or @command{gnatmake} is
11464 specified)
11465 also refers back to this original file so that tools like profilers and
11466 debuggers will give information in terms of the original unchopped file.
11467
11468 If the original file to be chopped itself contains
11469 a @code{Source_Reference}
11470 pragma referencing a third file, then gnatchop respects
11471 this pragma, and the generated @code{Source_Reference} pragmas
11472 in the chopped file refer to the original file, with appropriate
11473 line numbers. This is particularly useful when @code{gnatchop}
11474 is used in conjunction with @code{gnatprep} to compile files that
11475 contain preprocessing statements and multiple units.
11476
11477 @item ^-v^/VERBOSE^
11478 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatchop})
11479 Causes @code{gnatchop} to operate in verbose mode. The version
11480 number and copyright notice are output, as well as exact copies of
11481 the gnat1 commands spawned to obtain the chop control information.
11482
11483 @item ^-w^/OVERWRITE^
11484 @cindex @option{^-w^/OVERWRITE^} (@code{gnatchop})
11485 Overwrite existing file names. Normally @code{gnatchop} regards it as a
11486 fatal error if there is already a file with the same name as a
11487 file it would otherwise output, in other words if the files to be
11488 chopped contain duplicated units. This switch bypasses this
11489 check, and causes all but the last instance of such duplicated
11490 units to be skipped.
11491
11492 @ifclear vms
11493 @item --GCC=@var{xxxx}
11494 @cindex @option{--GCC=} (@code{gnatchop})
11495 Specify the path of the GNAT parser to be used. When this switch is used,
11496 no attempt is made to add the prefix to the GNAT parser executable.
11497 @end ifclear
11498 @end table
11499
11500 @node Examples of gnatchop Usage
11501 @section Examples of @code{gnatchop} Usage
11502
11503 @table @code
11504 @ifset vms
11505 @item gnatchop /OVERWRITE HELLO_S.ADA [PRERELEASE.FILES]
11506 @end ifset
11507 @ifclear vms
11508 @item gnatchop -w hello_s.ada prerelease/files
11509 @end ifclear
11510
11511 Chops the source file @file{hello_s.ada}. The output files will be
11512 placed in the directory @file{^prerelease/files^[PRERELEASE.FILES]^},
11513 overwriting any
11514 files with matching names in that directory (no files in the current
11515 directory are modified).
11516
11517 @item gnatchop ^archive^ARCHIVE.^
11518 Chops the source file @file{^archive^ARCHIVE.^}
11519 into the current directory. One
11520 useful application of @code{gnatchop} is in sending sets of sources
11521 around, for example in email messages. The required sources are simply
11522 concatenated (for example, using a ^Unix @code{cat}^VMS @code{APPEND/NEW}^
11523 command), and then
11524 @command{gnatchop} is used at the other end to reconstitute the original
11525 file names.
11526
11527 @item gnatchop file1 file2 file3 direc
11528 Chops all units in files @file{file1}, @file{file2}, @file{file3}, placing
11529 the resulting files in the directory @file{direc}. Note that if any units
11530 occur more than once anywhere within this set of files, an error message
11531 is generated, and no files are written. To override this check, use the
11532 @option{^-w^/OVERWRITE^} switch,
11533 in which case the last occurrence in the last file will
11534 be the one that is output, and earlier duplicate occurrences for a given
11535 unit will be skipped.
11536 @end table
11537
11538 @node Configuration Pragmas
11539 @chapter Configuration Pragmas
11540 @cindex Configuration pragmas
11541 @cindex Pragmas, configuration
11542
11543 @noindent
11544 Configuration pragmas include those pragmas described as
11545 such in the Ada Reference Manual, as well as
11546 implementation-dependent pragmas that are configuration pragmas.
11547 @xref{Implementation Defined Pragmas,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual},
11548 for details on these additional GNAT-specific configuration pragmas.
11549 Most notably, the pragma @code{Source_File_Name}, which allows
11550 specifying non-default names for source files, is a configuration
11551 pragma. The following is a complete list of configuration pragmas
11552 recognized by GNAT:
11553
11554 @smallexample
11555    Ada_83
11556    Ada_95
11557    Ada_05
11558    Ada_2005
11559    Ada_12
11560    Ada_2012
11561    Assertion_Policy
11562    Assume_No_Invalid_Values
11563    C_Pass_By_Copy
11564    Check_Name
11565    Check_Policy
11566    Compile_Time_Error
11567    Compile_Time_Warning
11568    Compiler_Unit
11569    Component_Alignment
11570    Convention_Identifier
11571    Debug_Policy
11572    Detect_Blocking
11573    Default_Storage_Pool
11574    Discard_Names
11575    Elaboration_Checks
11576    Eliminate
11577    Extend_System
11578    Extensions_Allowed
11579    External_Name_Casing
11580    Fast_Math
11581    Favor_Top_Level
11582    Float_Representation
11583    Implicit_Packing
11584    Initialize_Scalars
11585    Interrupt_State
11586    License
11587    Locking_Policy
11588    Long_Float
11589    No_Run_Time
11590    No_Strict_Aliasing
11591    Normalize_Scalars
11592    Optimize_Alignment
11593    Persistent_BSS
11594    Polling
11595    Priority_Specific_Dispatching
11596    Profile
11597    Profile_Warnings
11598    Propagate_Exceptions
11599    Queuing_Policy
11600    Ravenscar
11601    Restricted_Run_Time
11602    Restrictions
11603    Restrictions_Warnings
11604    Reviewable
11605    Short_Circuit_And_Or
11606    Source_File_Name
11607    Source_File_Name_Project
11608    Style_Checks
11609    Suppress
11610    Suppress_Exception_Locations
11611    Task_Dispatching_Policy
11612    Universal_Data
11613    Unsuppress
11614    Use_VADS_Size
11615    Validity_Checks
11616    Warnings
11617    Wide_Character_Encoding
11618
11619 @end smallexample
11620
11621 @menu
11622 * Handling of Configuration Pragmas::
11623 * The Configuration Pragmas Files::
11624 @end menu
11625
11626 @node Handling of Configuration Pragmas
11627 @section Handling of Configuration Pragmas
11628
11629 Configuration pragmas may either appear at the start of a compilation
11630 unit, in which case they apply only to that unit, or they may apply to
11631 all compilations performed in a given compilation environment.
11632
11633 GNAT also provides the @code{gnatchop} utility to provide an automatic
11634 way to handle configuration pragmas following the semantics for
11635 compilations (that is, files with multiple units), described in the RM.
11636 See @ref{Operating gnatchop in Compilation Mode} for details.
11637 However, for most purposes, it will be more convenient to edit the
11638 @file{gnat.adc} file that contains configuration pragmas directly,
11639 as described in the following section.
11640
11641 @node The Configuration Pragmas Files
11642 @section The Configuration Pragmas Files
11643 @cindex @file{gnat.adc}
11644
11645 @noindent
11646 In GNAT a compilation environment is defined by the current
11647 directory at the time that a compile command is given. This current
11648 directory is searched for a file whose name is @file{gnat.adc}. If
11649 this file is present, it is expected to contain one or more
11650 configuration pragmas that will be applied to the current compilation.
11651 However, if the switch @option{-gnatA} is used, @file{gnat.adc} is not
11652 considered.
11653
11654 Configuration pragmas may be entered into the @file{gnat.adc} file
11655 either by running @code{gnatchop} on a source file that consists only of
11656 configuration pragmas, or more conveniently  by
11657 direct editing of the @file{gnat.adc} file, which is a standard format
11658 source file.
11659
11660 In addition to @file{gnat.adc}, additional files containing configuration
11661 pragmas may be applied to the current compilation using the switch
11662 @option{-gnatec}@var{path}. @var{path} must designate an existing file that
11663 contains only configuration pragmas. These configuration pragmas are
11664 in addition to those found in @file{gnat.adc} (provided @file{gnat.adc}
11665 is present and switch @option{-gnatA} is not used).
11666
11667 It is allowed to specify several switches @option{-gnatec}, all of which
11668 will be taken into account.
11669
11670 If you are using project file, a separate mechanism is provided using
11671 project attributes, see @ref{Specifying Configuration Pragmas} for more
11672 details.
11673
11674 @ifset vms
11675 Of special interest to GNAT OpenVMS Alpha is the following
11676 configuration pragma:
11677
11678 @smallexample @c ada
11679 @cartouche
11680 pragma Extend_System (Aux_DEC);
11681 @end cartouche
11682 @end smallexample
11683
11684 @noindent
11685 In the presence of this pragma, GNAT adds to the definition of the
11686 predefined package SYSTEM all the additional types and subprograms that are
11687 defined in HP Ada. See @ref{Compatibility with HP Ada} for details.
11688 @end ifset
11689
11690 @node Handling Arbitrary File Naming Conventions Using gnatname
11691 @chapter Handling Arbitrary File Naming Conventions Using @code{gnatname}
11692 @cindex Arbitrary File Naming Conventions
11693
11694 @menu
11695 * Arbitrary File Naming Conventions::
11696 * Running gnatname::
11697 * Switches for gnatname::
11698 * Examples of gnatname Usage::
11699 @end menu
11700
11701 @node Arbitrary File Naming Conventions
11702 @section Arbitrary File Naming Conventions
11703
11704 @noindent
11705 The GNAT compiler must be able to know the source file name of a compilation
11706 unit.  When using the standard GNAT default file naming conventions
11707 (@code{.ads} for specs, @code{.adb} for bodies), the GNAT compiler
11708 does not need additional information.
11709
11710 @noindent
11711 When the source file names do not follow the standard GNAT default file naming
11712 conventions, the GNAT compiler must be given additional information through
11713 a configuration pragmas file (@pxref{Configuration Pragmas})
11714 or a project file.
11715 When the non-standard file naming conventions are well-defined,
11716 a small number of pragmas @code{Source_File_Name} specifying a naming pattern
11717 (@pxref{Alternative File Naming Schemes}) may be sufficient. However,
11718 if the file naming conventions are irregular or arbitrary, a number
11719 of pragma @code{Source_File_Name} for individual compilation units
11720 must be defined.
11721 To help maintain the correspondence between compilation unit names and
11722 source file names within the compiler,
11723 GNAT provides a tool @code{gnatname} to generate the required pragmas for a
11724 set of files.
11725
11726 @node Running gnatname
11727 @section Running @code{gnatname}
11728
11729 @noindent
11730 The usual form of the @code{gnatname} command is
11731
11732 @smallexample
11733 @c $ gnatname @ovar{switches} @var{naming_pattern} @ovar{naming_patterns}
11734 @c       @r{[}--and @ovar{switches} @var{naming_pattern} @ovar{naming_patterns}@r{]}
11735 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
11736 $ gnatname @r{[}@var{switches}@r{]} @var{naming_pattern} @r{[}@var{naming_patterns}@r{]}
11737       @r{[}--and @r{[}@var{switches}@r{]} @var{naming_pattern} @r{[}@var{naming_patterns}@r{]}@r{]}
11738 @end smallexample
11739
11740 @noindent
11741 All of the arguments are optional. If invoked without any argument,
11742 @code{gnatname} will display its usage.
11743
11744 @noindent
11745 When used with at least one naming pattern, @code{gnatname} will attempt to
11746 find all the compilation units in files that follow at least one of the
11747 naming patterns. To find these compilation units,
11748 @code{gnatname} will use the GNAT compiler in syntax-check-only mode on all
11749 regular files.
11750
11751 @noindent
11752 One or several Naming Patterns may be given as arguments to @code{gnatname}.
11753 Each Naming Pattern is enclosed between double quotes (or single
11754 quotes on Windows).
11755 A Naming Pattern is a regular expression similar to the wildcard patterns
11756 used in file names by the Unix shells or the DOS prompt.
11757
11758 @noindent
11759 @code{gnatname} may be called with several sections of directories/patterns.
11760 Sections are separated by switch @code{--and}. In each section, there must be
11761 at least one pattern. If no directory is specified in a section, the current
11762 directory (or the project directory is @code{-P} is used) is implied.
11763 The options other that the directory switches and the patterns apply globally
11764 even if they are in different sections.
11765
11766 @noindent
11767 Examples of Naming Patterns are
11768
11769 @smallexample
11770    "*.[12].ada"
11771    "*.ad[sb]*"
11772    "body_*"    "spec_*"
11773 @end smallexample
11774
11775 @noindent
11776 For a more complete description of the syntax of Naming Patterns,
11777 see the second kind of regular expressions described in @file{g-regexp.ads}
11778 (the ``Glob'' regular expressions).
11779
11780 @noindent
11781 When invoked with no switch @code{-P}, @code{gnatname} will create a
11782 configuration pragmas file @file{gnat.adc} in the current working directory,
11783 with pragmas @code{Source_File_Name} for each file that contains a valid Ada
11784 unit.
11785
11786 @node Switches for gnatname
11787 @section Switches for @code{gnatname}
11788
11789 @noindent
11790 Switches for @code{gnatname} must precede any specified Naming Pattern.
11791
11792 @noindent
11793 You may specify any of the following switches to @code{gnatname}:
11794
11795 @table @option
11796 @c !sort!
11797
11798 @item --version
11799 @cindex @option{--version} @command{gnatname}
11800 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
11801
11802 @item --help
11803 @cindex @option{--help} @command{gnatname}
11804 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
11805 all other options.
11806
11807 @item --and
11808 Start another section of directories/patterns.
11809
11810 @item ^-c^/CONFIG_FILE=^@file{file}
11811 @cindex @option{^-c^/CONFIG_FILE^} (@code{gnatname})
11812 Create a configuration pragmas file @file{file} (instead of the default
11813 @file{gnat.adc}).
11814 @ifclear vms
11815 There may be zero, one or more space between @option{-c} and
11816 @file{file}.
11817 @end ifclear
11818 @file{file} may include directory information. @file{file} must be
11819 writable. There may be only one switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^}.
11820 When a switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^} is
11821 specified, no switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^} may be specified (see below).
11822
11823 @item ^-d^/SOURCE_DIRS=^@file{dir}
11824 @cindex @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} (@code{gnatname})
11825 Look for source files in directory @file{dir}. There may be zero, one or more
11826 spaces between @option{^-d^/SOURCE_DIRS=^} and @file{dir}.
11827 When a switch @option{^-d^/SOURCE_DIRS^}
11828 is specified, the current working directory will not be searched for source
11829 files, unless it is explicitly specified with a @option{^-d^/SOURCE_DIRS^}
11830 or @option{^-D^/DIR_FILES^} switch.
11831 Several switches @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} may be specified.
11832 If @file{dir} is a relative path, it is relative to the directory of
11833 the configuration pragmas file specified with switch
11834 @option{^-c^/CONFIG_FILE^},
11835 or to the directory of the project file specified with switch
11836 @option{^-P^/PROJECT_FILE^} or,
11837 if neither switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^}
11838 nor switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^} are specified, it is relative to the
11839 current working directory. The directory
11840 specified with switch @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} must exist and be readable.
11841
11842 @item ^-D^/DIRS_FILE=^@file{file}
11843 @cindex @option{^-D^/DIRS_FILE^} (@code{gnatname})
11844 Look for source files in all directories listed in text file @file{file}.
11845 There may be zero, one or more spaces between @option{^-D^/DIRS_FILE=^}
11846 and @file{file}.
11847 @file{file} must be an existing, readable text file.
11848 Each nonempty line in @file{file} must be a directory.
11849 Specifying switch @option{^-D^/DIRS_FILE^} is equivalent to specifying as many
11850 switches @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} as there are nonempty lines in
11851 @file{file}.
11852
11853 @item ^-f^/FOREIGN_PATTERN=^@file{pattern}
11854 @cindex @option{^-f^/FOREIGN_PATTERN^} (@code{gnatname})
11855 Foreign patterns. Using this switch, it is possible to add sources of languages
11856 other than Ada to the list of sources of a project file.
11857 It is only useful if a ^-P^/PROJECT_FILE^ switch is used.
11858 For example,
11859 @smallexample
11860 gnatname ^-Pprj -f"*.c"^/PROJECT_FILE=PRJ /FOREIGN_PATTERN=*.C^ "*.ada"
11861 @end smallexample
11862 @noindent
11863 will look for Ada units in all files with the @file{.ada} extension,
11864 and will add to the list of file for project @file{prj.gpr} the C files
11865 with extension @file{.^c^C^}.
11866
11867 @item ^-h^/HELP^
11868 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@code{gnatname})
11869 Output usage (help) information. The output is written to @file{stdout}.
11870
11871 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@file{proj}
11872 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (@code{gnatname})
11873 Create or update project file @file{proj}. There may be zero, one or more space
11874 between @option{-P} and @file{proj}. @file{proj} may include directory
11875 information. @file{proj} must be writable.
11876 There may be only one switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^}.
11877 When a switch @option{^-P^/PROJECT_FILE^} is specified,
11878 no switch @option{^-c^/CONFIG_FILE^} may be specified.
11879
11880 @item ^-v^/VERBOSE^
11881 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatname})
11882 Verbose mode. Output detailed explanation of behavior to @file{stdout}.
11883 This includes name of the file written, the name of the directories to search
11884 and, for each file in those directories whose name matches at least one of
11885 the Naming Patterns, an indication of whether the file contains a unit,
11886 and if so the name of the unit.
11887
11888 @item ^-v -v^/VERBOSE /VERBOSE^
11889 @cindex @option{^-v -v^/VERBOSE /VERBOSE^} (@code{gnatname})
11890 Very Verbose mode. In addition to the output produced in verbose mode,
11891 for each file in the searched directories whose name matches none of
11892 the Naming Patterns, an indication is given that there is no match.
11893
11894 @item ^-x^/EXCLUDED_PATTERN=^@file{pattern}
11895 @cindex @option{^-x^/EXCLUDED_PATTERN^} (@code{gnatname})
11896 Excluded patterns. Using this switch, it is possible to exclude some files
11897 that would match the name patterns. For example,
11898 @smallexample
11899 gnatname ^-x "*_nt.ada"^/EXCLUDED_PATTERN=*_nt.ada^ "*.ada"
11900 @end smallexample
11901 @noindent
11902 will look for Ada units in all files with the @file{.ada} extension,
11903 except those whose names end with @file{_nt.ada}.
11904
11905 @end table
11906
11907 @node Examples of gnatname Usage
11908 @section Examples of @code{gnatname} Usage
11909
11910 @ifset vms
11911 @smallexample
11912 $ gnatname /CONFIG_FILE=[HOME.ME]NAMES.ADC /SOURCE_DIRS=SOURCES "[a-z]*.ada*"
11913 @end smallexample
11914 @end ifset
11915
11916 @ifclear vms
11917 @smallexample
11918 $ gnatname -c /home/me/names.adc -d sources "[a-z]*.ada*"
11919 @end smallexample
11920 @end ifclear
11921
11922 @noindent
11923 In this example, the directory @file{^/home/me^[HOME.ME]^} must already exist
11924 and be writable. In addition, the directory
11925 @file{^/home/me/sources^[HOME.ME.SOURCES]^} (specified by
11926 @option{^-d sources^/SOURCE_DIRS=SOURCES^}) must exist and be readable.
11927
11928 @ifclear vms
11929 Note the optional spaces after @option{-c} and @option{-d}.
11930 @end ifclear
11931
11932 @smallexample
11933 @ifclear vms
11934 $ gnatname -P/home/me/proj -x "*_nt_body.ada"
11935   -dsources -dsources/plus -Dcommon_dirs.txt "body_*" "spec_*"
11936 @end ifclear
11937 @ifset vms
11938 $ gnatname  /PROJECT_FILE=[HOME.ME]PROJ
11939   /EXCLUDED_PATTERN=*_nt_body.ada
11940   /SOURCE_DIRS=(SOURCES,[SOURCES.PLUS])
11941   /DIRS_FILE=COMMON_DIRS.TXT "body_*" "spec_*"
11942 @end ifset
11943 @end smallexample
11944
11945 Note that several switches @option{^-d^/SOURCE_DIRS^} may be used,
11946 even in conjunction with one or several switches
11947 @option{^-D^/DIRS_FILE^}. Several Naming Patterns and one excluded pattern
11948 are used in this example.
11949
11950 @c *****************************************
11951 @c * G N A T  P r o j e c t  M a n a g e r *
11952 @c *****************************************
11953
11954 @c ------ macros for projects.texi
11955 @c These macros are needed when building the gprbuild documentation, but
11956 @c should have no effect in the gnat user's guide
11957
11958 @macro CODESAMPLE{TXT}
11959 @smallexample
11960 @group
11961 \TXT\
11962 @end group
11963 @end smallexample
11964 @end macro
11965
11966 @macro PROJECTFILE{TXT}
11967 @CODESAMPLE{\TXT\}
11968 @end macro
11969
11970 @c simulates a newline when in a @CODESAMPLE
11971 @macro NL{}
11972 @end macro
11973
11974 @macro TIP{TXT}
11975 @quotation
11976 @noindent
11977 \TXT\
11978 @end quotation
11979 @end macro
11980
11981 @macro TIPHTML{TXT}
11982 \TXT\
11983 @end macro
11984
11985 @macro IMPORTANT{TXT}
11986 @quotation
11987 @noindent
11988 \TXT\
11989 @end quotation
11990
11991 @end macro
11992
11993 @macro NOTE{TXT}
11994 @quotation
11995 @noindent
11996 \TXT\
11997 @end quotation
11998 @end macro
11999
12000 @include projects.texi
12001
12002 @c *****************************************
12003 @c * Cross-referencing tools
12004 @c *****************************************
12005
12006 @node The Cross-Referencing Tools gnatxref and gnatfind
12007 @chapter  The Cross-Referencing Tools @code{gnatxref} and @code{gnatfind}
12008 @findex gnatxref
12009 @findex gnatfind
12010
12011 @noindent
12012 The compiler generates cross-referencing information (unless
12013 you set the @samp{-gnatx} switch), which are saved in the @file{.ali} files.
12014 This information indicates where in the source each entity is declared and
12015 referenced. Note that entities in package Standard are not included, but
12016 entities in all other predefined units are included in the output.
12017
12018 Before using any of these two tools, you need to compile successfully your
12019 application, so that GNAT gets a chance to generate the cross-referencing
12020 information.
12021
12022 The two tools @code{gnatxref} and @code{gnatfind} take advantage of this
12023 information to provide the user with the capability to easily locate the
12024 declaration and references to an entity. These tools are quite similar,
12025 the difference being that @code{gnatfind} is intended for locating
12026 definitions and/or references to a specified entity or entities, whereas
12027 @code{gnatxref} is oriented to generating a full report of all
12028 cross-references.
12029
12030 To use these tools, you must not compile your application using the
12031 @option{-gnatx} switch on the @command{gnatmake} command line
12032 (@pxref{The GNAT Make Program gnatmake}). Otherwise, cross-referencing
12033 information will not be generated.
12034
12035 Note: to invoke @code{gnatxref} or @code{gnatfind} with a project file,
12036 use the @code{gnat} driver (see @ref{The GNAT Driver and Project Files}).
12037
12038 @menu
12039 * Switches for gnatxref::
12040 * Switches for gnatfind::
12041 * Project Files for gnatxref and gnatfind::
12042 * Regular Expressions in gnatfind and gnatxref::
12043 * Examples of gnatxref Usage::
12044 * Examples of gnatfind Usage::
12045 @end menu
12046
12047 @node Switches for gnatxref
12048 @section @code{gnatxref} Switches
12049
12050 @noindent
12051 The command invocation for @code{gnatxref} is:
12052 @smallexample
12053 @c $ gnatxref @ovar{switches} @var{sourcefile1} @r{[}@var{sourcefile2} @dots{}@r{]}
12054 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
12055 $ gnatxref @r{[}@var{switches}@r{]} @var{sourcefile1} @r{[}@var{sourcefile2} @dots{}@r{]}
12056 @end smallexample
12057
12058 @noindent
12059 where
12060
12061 @table @var
12062 @item sourcefile1
12063 @itemx sourcefile2
12064 identifies the source files for which a report is to be generated. The
12065 ``with''ed units will be processed too. You must provide at least one file.
12066
12067 These file names are considered to be regular expressions, so for instance
12068 specifying @file{source*.adb} is the same as giving every file in the current
12069 directory whose name starts with @file{source} and whose extension is
12070 @file{adb}.
12071
12072 You shouldn't specify any directory name, just base names. @command{gnatxref}
12073 and @command{gnatfind} will be able to locate these files by themselves using
12074 the source path. If you specify directories, no result is produced.
12075
12076 @end table
12077
12078 @noindent
12079 The switches can be:
12080 @table @option
12081 @c !sort!
12082 @item --version
12083 @cindex @option{--version} @command{gnatxref}
12084 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
12085
12086 @item --help
12087 @cindex @option{--help} @command{gnatxref}
12088 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
12089 all other options.
12090
12091 @item ^-a^/ALL_FILES^
12092 @cindex @option{^-a^/ALL_FILES^} (@command{gnatxref})
12093 If this switch is present, @code{gnatfind} and @code{gnatxref} will parse
12094 the read-only files found in the library search path. Otherwise, these files
12095 will be ignored. This option can be used to protect Gnat sources or your own
12096 libraries from being parsed, thus making @code{gnatfind} and @code{gnatxref}
12097 much faster, and their output much smaller. Read-only here refers to access
12098 or permissions status in the file system for the current user.
12099
12100 @item -aIDIR
12101 @cindex @option{-aIDIR} (@command{gnatxref})
12102 When looking for source files also look in directory DIR. The order in which
12103 source file search is undertaken is the same as for @command{gnatmake}.
12104
12105 @item -aODIR
12106 @cindex @option{-aODIR} (@command{gnatxref})
12107 When searching for library and object files, look in directory
12108 DIR. The order in which library files are searched is the same as for
12109 @command{gnatmake}.
12110
12111 @item -nostdinc
12112 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatxref})
12113 Do not look for sources in the system default directory.
12114
12115 @item -nostdlib
12116 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatxref})
12117 Do not look for library files in the system default directory.
12118
12119 @item --ext=@var{extension}
12120 @cindex @option{--ext} (@command{gnatxref})
12121 Specify an alternate ali file extension. The default is @code{ali} and other
12122 extensions (e.g. @code{sli} for SPARK library files) may be specified via this
12123 switch. Note that if this switch overrides the default, which means that only
12124 the new extension will be considered.
12125
12126 @item --RTS=@var{rts-path}
12127 @cindex @option{--RTS} (@command{gnatxref})
12128 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
12129 equivalent @command{gnatmake} flag (@pxref{Switches for gnatmake}).
12130
12131 @item ^-d^/DERIVED_TYPES^
12132 @cindex @option{^-d^/DERIVED_TYPES^} (@command{gnatxref})
12133 If this switch is set @code{gnatxref} will output the parent type
12134 reference for each matching derived types.
12135
12136 @item ^-f^/FULL_PATHNAME^
12137 @cindex @option{^-f^/FULL_PATHNAME^} (@command{gnatxref})
12138 If this switch is set, the output file names will be preceded by their
12139 directory (if the file was found in the search path). If this switch is
12140 not set, the directory will not be printed.
12141
12142 @item ^-g^/IGNORE_LOCALS^
12143 @cindex @option{^-g^/IGNORE_LOCALS^} (@command{gnatxref})
12144 If this switch is set, information is output only for library-level
12145 entities, ignoring local entities. The use of this switch may accelerate
12146 @code{gnatfind} and @code{gnatxref}.
12147
12148 @item -IDIR
12149 @cindex @option{-IDIR} (@command{gnatxref})
12150 Equivalent to @samp{-aODIR -aIDIR}.
12151
12152 @item -pFILE
12153 @cindex @option{-pFILE} (@command{gnatxref})
12154 Specify a project file to use @xref{GNAT Project Manager}.
12155 If you need to use the @file{.gpr}
12156 project files, you should use gnatxref through the GNAT driver
12157 (@command{gnat xref -Pproject}).
12158
12159 By default, @code{gnatxref} and @code{gnatfind} will try to locate a
12160 project file in the current directory.
12161
12162 If a project file is either specified or found by the tools, then the content
12163 of the source directory and object directory lines are added as if they
12164 had been specified respectively by @samp{^-aI^/SOURCE_SEARCH^}
12165 and @samp{^-aO^OBJECT_SEARCH^}.
12166 @item ^-u^/UNUSED^
12167 Output only unused symbols. This may be really useful if you give your
12168 main compilation unit on the command line, as @code{gnatxref} will then
12169 display every unused entity and 'with'ed package.
12170
12171 @ifclear vms
12172 @item -v
12173 Instead of producing the default output, @code{gnatxref} will generate a
12174 @file{tags} file that can be used by vi. For examples how to use this
12175 feature, see @ref{Examples of gnatxref Usage}. The tags file is output
12176 to the standard output, thus you will have to redirect it to a file.
12177 @end ifclear
12178
12179 @end table
12180
12181 @noindent
12182 All these switches may be in any order on the command line, and may even
12183 appear after the file names. They need not be separated by spaces, thus
12184 you can say @samp{gnatxref ^-ag^/ALL_FILES/IGNORE_LOCALS^} instead of
12185 @samp{gnatxref ^-a -g^/ALL_FILES /IGNORE_LOCALS^}.
12186
12187 @node Switches for gnatfind
12188 @section @code{gnatfind} Switches
12189
12190 @noindent
12191 The command line for @code{gnatfind} is:
12192
12193 @smallexample
12194 @c $ gnatfind @ovar{switches} @var{pattern}@r{[}:@var{sourcefile}@r{[}:@var{line}@r{[}:@var{column}@r{]]]}
12195 @c       @r{[}@var{file1} @var{file2} @dots{}]
12196 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
12197 $ gnatfind @r{[}@var{switches}@r{]} @var{pattern}@r{[}:@var{sourcefile}@r{[}:@var{line}@r{[}:@var{column}@r{]]]}
12198       @r{[}@var{file1} @var{file2} @dots{}@r{]}
12199 @end smallexample
12200
12201 @noindent
12202 where
12203
12204 @table @var
12205 @item pattern
12206 An entity will be output only if it matches the regular expression found
12207 in @var{pattern}, see @ref{Regular Expressions in gnatfind and gnatxref}.
12208
12209 Omitting the pattern is equivalent to specifying @samp{*}, which
12210 will match any entity. Note that if you do not provide a pattern, you
12211 have to provide both a sourcefile and a line.
12212
12213 Entity names are given in Latin-1, with uppercase/lowercase equivalence
12214 for matching purposes. At the current time there is no support for
12215 8-bit codes other than Latin-1, or for wide characters in identifiers.
12216
12217 @item sourcefile
12218 @code{gnatfind} will look for references, bodies or declarations
12219 of symbols referenced in @file{@var{sourcefile}}, at line @var{line}
12220 and column @var{column}. See @ref{Examples of gnatfind Usage}
12221 for syntax examples.
12222
12223 @item line
12224 is a decimal integer identifying the line number containing
12225 the reference to the entity (or entities) to be located.
12226
12227 @item column
12228 is a decimal integer identifying the exact location on the
12229 line of the first character of the identifier for the
12230 entity reference. Columns are numbered from 1.
12231
12232 @item file1 file2 @dots{}
12233 The search will be restricted to these source files. If none are given, then
12234 the search will be done for every library file in the search path.
12235 These file must appear only after the pattern or sourcefile.
12236
12237 These file names are considered to be regular expressions, so for instance
12238 specifying @file{source*.adb} is the same as giving every file in the current
12239 directory whose name starts with @file{source} and whose extension is
12240 @file{adb}.
12241
12242 The location of the spec of the entity will always be displayed, even if it
12243 isn't in one of @file{@var{file1}}, @file{@var{file2}},@enddots{}  The
12244 occurrences of the entity in the separate units of the ones given on the
12245 command line will also be displayed.
12246
12247 Note that if you specify at least one file in this part, @code{gnatfind} may
12248 sometimes not be able to find the body of the subprograms.
12249
12250 @end table
12251
12252 @noindent
12253 At least one of 'sourcefile' or 'pattern' has to be present on
12254 the command line.
12255
12256 The following switches are available:
12257 @table @option
12258 @c !sort!
12259
12260 @cindex @option{--version} @command{gnatfind}
12261 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
12262
12263 @item --help
12264 @cindex @option{--help} @command{gnatfind}
12265 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
12266 all other options.
12267
12268 @item ^-a^/ALL_FILES^
12269 @cindex @option{^-a^/ALL_FILES^} (@command{gnatfind})
12270 If this switch is present, @code{gnatfind} and @code{gnatxref} will parse
12271 the read-only files found in the library search path. Otherwise, these files
12272 will be ignored. This option can be used to protect Gnat sources or your own
12273 libraries from being parsed, thus making @code{gnatfind} and @code{gnatxref}
12274 much faster, and their output much smaller. Read-only here refers to access
12275 or permission status in the file system for the current user.
12276
12277 @item -aIDIR
12278 @cindex @option{-aIDIR} (@command{gnatfind})
12279 When looking for source files also look in directory DIR. The order in which
12280 source file search is undertaken is the same as for @command{gnatmake}.
12281
12282 @item -aODIR
12283 @cindex @option{-aODIR} (@command{gnatfind})
12284 When searching for library and object files, look in directory
12285 DIR. The order in which library files are searched is the same as for
12286 @command{gnatmake}.
12287
12288 @item -nostdinc
12289 @cindex @option{-nostdinc} (@command{gnatfind})
12290 Do not look for sources in the system default directory.
12291
12292 @item -nostdlib
12293 @cindex @option{-nostdlib} (@command{gnatfind})
12294 Do not look for library files in the system default directory.
12295
12296 @item --ext=@var{extension}
12297 @cindex @option{--ext} (@command{gnatfind})
12298 Specify an alternate ali file extension. The default is @code{ali} and other
12299 extensions (e.g. @code{sli} for SPARK library files) may be specified via this
12300 switch. Note that if this switch overrides the default, which means that only
12301 the new extension will be considered.
12302
12303 @item --RTS=@var{rts-path}
12304 @cindex @option{--RTS} (@command{gnatfind})
12305 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
12306 equivalent @command{gnatmake} flag (@pxref{Switches for gnatmake}).
12307
12308 @item ^-d^/DERIVED_TYPE_INFORMATION^
12309 @cindex @option{^-d^/DERIVED_TYPE_INFORMATION^} (@code{gnatfind})
12310 If this switch is set, then @code{gnatfind} will output the parent type
12311 reference for each matching derived types.
12312
12313 @item ^-e^/EXPRESSIONS^
12314 @cindex @option{^-e^/EXPRESSIONS^} (@command{gnatfind})
12315 By default, @code{gnatfind} accept the simple regular expression set for
12316 @samp{pattern}. If this switch is set, then the pattern will be
12317 considered as full Unix-style regular expression.
12318
12319 @item ^-f^/FULL_PATHNAME^
12320 @cindex @option{^-f^/FULL_PATHNAME^} (@command{gnatfind})
12321 If this switch is set, the output file names will be preceded by their
12322 directory (if the file was found in the search path). If this switch is
12323 not set, the directory will not be printed.
12324
12325 @item ^-g^/IGNORE_LOCALS^
12326 @cindex @option{^-g^/IGNORE_LOCALS^} (@command{gnatfind})
12327 If this switch is set, information is output only for library-level
12328 entities, ignoring local entities. The use of this switch may accelerate
12329 @code{gnatfind} and @code{gnatxref}.
12330
12331 @item -IDIR
12332 @cindex @option{-IDIR} (@command{gnatfind})
12333 Equivalent to @samp{-aODIR -aIDIR}.
12334
12335 @item -pFILE
12336 @cindex @option{-pFILE} (@command{gnatfind})
12337 Specify a project file (@pxref{GNAT Project Manager}) to use.
12338 By default, @code{gnatxref} and @code{gnatfind} will try to locate a
12339 project file in the current directory.
12340
12341 If a project file is either specified or found by the tools, then the content
12342 of the source directory and object directory lines are added as if they
12343 had been specified respectively by @samp{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} and
12344 @samp{^-aO^/OBJECT_SEARCH^}.
12345
12346 @item ^-r^/REFERENCES^
12347 @cindex @option{^-r^/REFERENCES^} (@command{gnatfind})
12348 By default, @code{gnatfind} will output only the information about the
12349 declaration, body or type completion of the entities. If this switch is
12350 set, the @code{gnatfind} will locate every reference to the entities in
12351 the files specified on the command line (or in every file in the search
12352 path if no file is given on the command line).
12353
12354 @item ^-s^/PRINT_LINES^
12355 @cindex @option{^-s^/PRINT_LINES^} (@command{gnatfind})
12356 If this switch is set, then @code{gnatfind} will output the content
12357 of the Ada source file lines were the entity was found.
12358
12359 @item ^-t^/TYPE_HIERARCHY^
12360 @cindex @option{^-t^/TYPE_HIERARCHY^} (@command{gnatfind})
12361 If this switch is set, then @code{gnatfind} will output the type hierarchy for
12362 the specified type. It act like -d option but recursively from parent
12363 type to parent type. When this switch is set it is not possible to
12364 specify more than one file.
12365
12366 @end table
12367
12368 @noindent
12369 All these switches may be in any order on the command line, and may even
12370 appear after the file names. They need not be separated by spaces, thus
12371 you can say @samp{gnatxref ^-ag^/ALL_FILES/IGNORE_LOCALS^} instead of
12372 @samp{gnatxref ^-a -g^/ALL_FILES /IGNORE_LOCALS^}.
12373
12374 As stated previously, gnatfind will search in every directory in the
12375 search path. You can force it to look only in the current directory if
12376 you specify @code{*} at the end of the command line.
12377
12378 @node Project Files for gnatxref and gnatfind
12379 @section Project Files for @command{gnatxref} and @command{gnatfind}
12380
12381 @noindent
12382 Project files allow a programmer to specify how to compile its
12383 application, where to find sources, etc.  These files are used
12384 @ifclear vms
12385 primarily by GPS, but they can also be used
12386 @end ifclear
12387 by the two tools
12388 @code{gnatxref} and @code{gnatfind}.
12389
12390 A project file name must end with @file{.gpr}. If a single one is
12391 present in the current directory, then @code{gnatxref} and @code{gnatfind} will
12392 extract the information from it. If multiple project files are found, none of
12393 them is read, and you have to use the @samp{-p} switch to specify the one
12394 you want to use.
12395
12396 The following lines can be included, even though most of them have default
12397 values which can be used in most cases.
12398 The lines can be entered in any order in the file.
12399 Except for @file{src_dir} and @file{obj_dir}, you can only have one instance of
12400 each line. If you have multiple instances, only the last one is taken into
12401 account.
12402
12403 @table @code
12404 @item src_dir=DIR
12405 [default: @code{"^./^[]^"}]
12406 specifies a directory where to look for source files. Multiple @code{src_dir}
12407 lines can be specified and they will be searched in the order they
12408 are specified.
12409
12410 @item obj_dir=DIR
12411 [default: @code{"^./^[]^"}]
12412 specifies a directory where to look for object and library files. Multiple
12413 @code{obj_dir} lines can be specified, and they will be searched in the order
12414 they are specified
12415
12416 @item comp_opt=SWITCHES
12417 [default: @code{""}]
12418 creates a variable which can be referred to subsequently by using
12419 the @code{$@{comp_opt@}} notation. This is intended to store the default
12420 switches given to @command{gnatmake} and @command{gcc}.
12421
12422 @item bind_opt=SWITCHES
12423 [default: @code{""}]
12424 creates a variable which can be referred to subsequently by using
12425 the @samp{$@{bind_opt@}} notation. This is intended to store the default
12426 switches given to @command{gnatbind}.
12427
12428 @item link_opt=SWITCHES
12429 [default: @code{""}]
12430 creates a variable which can be referred to subsequently by using
12431 the @samp{$@{link_opt@}} notation. This is intended to store the default
12432 switches given to @command{gnatlink}.
12433
12434 @item main=EXECUTABLE
12435 [default: @code{""}]
12436 specifies the name of the executable for the application. This variable can
12437 be referred to in the following lines by using the @samp{$@{main@}} notation.
12438
12439 @ifset vms
12440 @item comp_cmd=COMMAND
12441 [default: @code{"GNAT COMPILE /SEARCH=$@{src_dir@} /DEBUG /TRY_SEMANTICS"}]
12442 @end ifset
12443 @ifclear vms
12444 @item comp_cmd=COMMAND
12445 [default: @code{"gcc -c -I$@{src_dir@} -g -gnatq"}]
12446 @end ifclear
12447 specifies the command used to compile a single file in the application.
12448
12449 @ifset vms
12450 @item make_cmd=COMMAND
12451 [default: @code{"GNAT MAKE $@{main@}
12452 /SOURCE_SEARCH=$@{src_dir@} /OBJECT_SEARCH=$@{obj_dir@}
12453 /DEBUG /TRY_SEMANTICS /COMPILER_QUALIFIERS $@{comp_opt@}
12454 /BINDER_QUALIFIERS $@{bind_opt@} /LINKER_QUALIFIERS $@{link_opt@}"}]
12455 @end ifset
12456 @ifclear vms
12457 @item make_cmd=COMMAND
12458 [default: @code{"gnatmake $@{main@} -aI$@{src_dir@}
12459 -aO$@{obj_dir@} -g -gnatq -cargs $@{comp_opt@}
12460 -bargs $@{bind_opt@} -largs $@{link_opt@}"}]
12461 @end ifclear
12462 specifies the command used to recompile the whole application.
12463
12464 @item run_cmd=COMMAND
12465 [default: @code{"$@{main@}"}]
12466 specifies the command used to run the application.
12467
12468 @item debug_cmd=COMMAND
12469 [default: @code{"gdb $@{main@}"}]
12470 specifies the command used to debug the application
12471
12472 @end table
12473
12474 @noindent
12475 @command{gnatxref} and @command{gnatfind} only take into account the
12476 @code{src_dir} and @code{obj_dir} lines, and ignore the others.
12477
12478 @node Regular Expressions in gnatfind and gnatxref
12479 @section  Regular Expressions in @code{gnatfind} and @code{gnatxref}
12480
12481 @noindent
12482 As specified in the section about @command{gnatfind}, the pattern can be a
12483 regular expression. Actually, there are to set of regular expressions
12484 which are recognized by the program:
12485
12486 @table @code
12487 @item globbing patterns
12488 These are the most usual regular expression. They are the same that you
12489 generally used in a Unix shell command line, or in a DOS session.
12490
12491 Here is a more formal grammar:
12492 @smallexample
12493 @group
12494 @iftex
12495 @leftskip=.5cm
12496 @end iftex
12497 regexp ::= term
12498 term   ::= elmt            -- matches elmt
12499 term   ::= elmt elmt       -- concatenation (elmt then elmt)
12500 term   ::= *               -- any string of 0 or more characters
12501 term   ::= ?               -- matches any character
12502 term   ::= [char @{char@}]   -- matches any character listed
12503 term   ::= [char - char]   -- matches any character in range
12504 @end group
12505 @end smallexample
12506
12507 @item full regular expression
12508 The second set of regular expressions is much more powerful. This is the
12509 type of regular expressions recognized by utilities such a @file{grep}.
12510
12511 The following is the form of a regular expression, expressed in Ada
12512 reference manual style BNF is as follows
12513
12514 @smallexample
12515 @iftex
12516 @leftskip=.5cm
12517 @end iftex
12518 @group
12519 regexp ::= term @{| term@}   -- alternation (term or term @dots{})
12520
12521 term ::= item @{item@}       -- concatenation (item then item)
12522
12523 item ::= elmt              -- match elmt
12524 item ::= elmt *            -- zero or more elmt's
12525 item ::= elmt +            -- one or more elmt's
12526 item ::= elmt ?            -- matches elmt or nothing
12527 @end group
12528 @group
12529 elmt ::= nschar            -- matches given character
12530 elmt ::= [nschar @{nschar@}]   -- matches any character listed
12531 elmt ::= [^^^ nschar @{nschar@}] -- matches any character not listed
12532 elmt ::= [char - char]     -- matches chars in given range
12533 elmt ::= \ char            -- matches given character
12534 elmt ::= .                 -- matches any single character
12535 elmt ::= ( regexp )        -- parens used for grouping
12536
12537 char ::= any character, including special characters
12538 nschar ::= any character except ()[].*+?^^^
12539 @end group
12540 @end smallexample
12541
12542 Following are a few examples:
12543
12544 @table @samp
12545 @item abcde|fghi
12546 will match any of the two strings @samp{abcde} and @samp{fghi},
12547
12548 @item abc*d
12549 will match any string like @samp{abd}, @samp{abcd}, @samp{abccd},
12550 @samp{abcccd}, and so on,
12551
12552 @item [a-z]+
12553 will match any string which has only lowercase characters in it (and at
12554 least one character.
12555
12556 @end table
12557 @end table
12558
12559 @node Examples of gnatxref Usage
12560 @section Examples of @code{gnatxref} Usage
12561
12562 @subsection General Usage
12563
12564 @noindent
12565 For the following examples, we will consider the following units:
12566
12567 @smallexample @c ada
12568 @group
12569 @cartouche
12570 main.ads:
12571 1: with Bar;
12572 2: package Main is
12573 3:     procedure Foo (B : in Integer);
12574 4:     C : Integer;
12575 5: private
12576 6:     D : Integer;
12577 7: end Main;
12578
12579 main.adb:
12580 1: package body Main is
12581 2:     procedure Foo (B : in Integer) is
12582 3:     begin
12583 4:        C := B;
12584 5:        D := B;
12585 6:        Bar.Print (B);
12586 7:        Bar.Print (C);
12587 8:     end Foo;
12588 9: end Main;
12589
12590 bar.ads:
12591 1: package Bar is
12592 2:     procedure Print (B : Integer);
12593 3: end bar;
12594 @end cartouche
12595 @end group
12596 @end smallexample
12597
12598 @table @code
12599
12600 @noindent
12601 The first thing to do is to recompile your application (for instance, in
12602 that case just by doing a @samp{gnatmake main}, so that GNAT generates
12603 the cross-referencing information.
12604 You can then issue any of the following commands:
12605
12606 @item gnatxref main.adb
12607 @code{gnatxref} generates cross-reference information for main.adb
12608 and every unit 'with'ed by main.adb.
12609
12610 The output would be:
12611 @smallexample
12612 @iftex
12613 @leftskip=0cm
12614 @end iftex
12615 B                                                      Type: Integer
12616   Decl: bar.ads           2:22
12617 B                                                      Type: Integer
12618   Decl: main.ads          3:20
12619   Body: main.adb          2:20
12620   Ref:  main.adb          4:13     5:13     6:19
12621 Bar                                                    Type: Unit
12622   Decl: bar.ads           1:9
12623   Ref:  main.adb          6:8      7:8
12624        main.ads           1:6
12625 C                                                      Type: Integer
12626   Decl: main.ads          4:5
12627   Modi: main.adb          4:8
12628   Ref:  main.adb          7:19
12629 D                                                      Type: Integer
12630   Decl: main.ads          6:5
12631   Modi: main.adb          5:8
12632 Foo                                                    Type: Unit
12633   Decl: main.ads          3:15
12634   Body: main.adb          2:15
12635 Main                                                    Type: Unit
12636   Decl: main.ads          2:9
12637   Body: main.adb          1:14
12638 Print                                                   Type: Unit
12639   Decl: bar.ads           2:15
12640   Ref:  main.adb          6:12     7:12
12641 @end smallexample
12642
12643 @noindent
12644 that is the entity @code{Main} is declared in main.ads, line 2, column 9,
12645 its body is in main.adb, line 1, column 14 and is not referenced any where.
12646
12647 The entity @code{Print} is declared in bar.ads, line 2, column 15 and it
12648 is referenced in main.adb, line 6 column 12 and line 7 column 12.
12649
12650 @item gnatxref package1.adb package2.ads
12651 @code{gnatxref} will generates cross-reference information for
12652 package1.adb, package2.ads and any other package 'with'ed by any
12653 of these.
12654
12655 @end table
12656
12657 @ifclear vms
12658 @subsection Using gnatxref with vi
12659
12660 @code{gnatxref} can generate a tags file output, which can be used
12661 directly from @command{vi}. Note that the standard version of @command{vi}
12662 will not work properly with overloaded symbols. Consider using another
12663 free implementation of @command{vi}, such as @command{vim}.
12664
12665 @smallexample
12666 $ gnatxref -v gnatfind.adb > tags
12667 @end smallexample
12668
12669 @noindent
12670 will generate the tags file for @code{gnatfind} itself (if the sources
12671 are in the search path!).
12672
12673 From @command{vi}, you can then use the command @samp{:tag @var{entity}}
12674 (replacing @var{entity} by whatever you are looking for), and vi will
12675 display a new file with the corresponding declaration of entity.
12676 @end ifclear
12677
12678 @node Examples of gnatfind Usage
12679 @section Examples of @code{gnatfind} Usage
12680
12681 @table @code
12682
12683 @item gnatfind ^-f^/FULL_PATHNAME^ xyz:main.adb
12684 Find declarations for all entities xyz referenced at least once in
12685 main.adb. The references are search in every library file in the search
12686 path.
12687
12688 The directories will be printed as well (as the @samp{^-f^/FULL_PATHNAME^}
12689 switch is set)
12690
12691 The output will look like:
12692 @smallexample
12693 ^directory/^[directory]^main.ads:106:14: xyz <= declaration
12694 ^directory/^[directory]^main.adb:24:10: xyz <= body
12695 ^directory/^[directory]^foo.ads:45:23: xyz <= declaration
12696 @end smallexample
12697
12698 @noindent
12699 that is to say, one of the entities xyz found in main.adb is declared at
12700 line 12 of main.ads (and its body is in main.adb), and another one is
12701 declared at line 45 of foo.ads
12702
12703 @item gnatfind ^-fs^/FULL_PATHNAME/SOURCE_LINE^ xyz:main.adb
12704 This is the same command as the previous one, instead @code{gnatfind} will
12705 display the content of the Ada source file lines.
12706
12707 The output will look like:
12708
12709 @smallexample
12710 ^directory/^[directory]^main.ads:106:14: xyz <= declaration
12711    procedure xyz;
12712 ^directory/^[directory]^main.adb:24:10: xyz <= body
12713    procedure xyz is
12714 ^directory/^[directory]^foo.ads:45:23: xyz <= declaration
12715    xyz : Integer;
12716 @end smallexample
12717
12718 @noindent
12719 This can make it easier to find exactly the location your are looking
12720 for.
12721
12722 @item gnatfind ^-r^/REFERENCES^ "*x*":main.ads:123 foo.adb
12723 Find references to all entities containing an x that are
12724 referenced on line 123 of main.ads.
12725 The references will be searched only in main.ads and foo.adb.
12726
12727 @item gnatfind main.ads:123
12728 Find declarations and bodies for all entities that are referenced on
12729 line 123 of main.ads.
12730
12731 This is the same as @code{gnatfind "*":main.adb:123}.
12732
12733 @item gnatfind ^mydir/^[mydir]^main.adb:123:45
12734 Find the declaration for the entity referenced at column 45 in
12735 line 123 of file main.adb in directory mydir. Note that it
12736 is usual to omit the identifier name when the column is given,
12737 since the column position identifies a unique reference.
12738
12739 The column has to be the beginning of the identifier, and should not
12740 point to any character in the middle of the identifier.
12741
12742 @end table
12743
12744 @c *********************************
12745 @node The GNAT Pretty-Printer gnatpp
12746 @chapter The GNAT Pretty-Printer @command{gnatpp}
12747 @findex gnatpp
12748 @cindex Pretty-Printer
12749
12750 @noindent
12751 ^The @command{gnatpp} tool^GNAT PRETTY^ is an ASIS-based utility
12752 for source reformatting / pretty-printing.
12753 It takes an Ada source file as input and generates a reformatted
12754 version as output.
12755 You can specify various style directives via switches; e.g.,
12756 identifier case conventions, rules of indentation, and comment layout.
12757
12758 To produce a reformatted file, @command{gnatpp} generates and uses the ASIS
12759 tree for the input source and thus requires the input to be syntactically and
12760 semantically legal.
12761 If this condition is not met, @command{gnatpp} will terminate with an
12762 error message; no output file will be generated.
12763
12764 If the source files presented to @command{gnatpp} contain
12765 preprocessing directives, then the output file will
12766 correspond to the generated source after all
12767 preprocessing is carried out. There is no way
12768 using @command{gnatpp} to obtain pretty printed files that
12769 include the preprocessing directives.
12770
12771 If the compilation unit
12772 contained in the input source depends semantically upon units located
12773 outside the current directory, you have to provide the source search path
12774 when invoking @command{gnatpp}, if these units are contained in files with
12775 names that do not follow the GNAT file naming rules, you have to provide
12776 the configuration file describing the corresponding naming scheme;
12777 see the description of the @command{gnatpp}
12778 switches below. Another possibility is to use a project file and to
12779 call @command{gnatpp} through the @command{gnat} driver
12780
12781 The @command{gnatpp} command has the form
12782
12783 @smallexample
12784 @c $ gnatpp @ovar{switches} @var{filename}
12785 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
12786 $ gnatpp @r{[}@var{switches}@r{]} @var{filename} @r{[}-cargs @var{gcc_switches}@r{]}
12787 @end smallexample
12788
12789 @noindent
12790 where
12791 @itemize @bullet
12792 @item
12793 @var{switches} is an optional sequence of switches defining such properties as
12794 the formatting rules, the source search path, and the destination for the
12795 output source file
12796
12797 @item
12798 @var{filename} is the name (including the extension) of the source file to
12799 reformat; ``wildcards'' or several file names on the same gnatpp command are
12800 allowed.  The file name may contain path information; it does not have to
12801 follow the GNAT file naming rules
12802
12803 @item
12804 @samp{@var{gcc_switches}} is a list of switches for
12805 @command{gcc}. They will be passed on to all compiler invocations made by
12806 @command{gnatelim} to generate the ASIS trees. Here you can provide
12807 @option{^-I^/INCLUDE_DIRS=^} switches to form the source search path,
12808 use the @option{-gnatec} switch to set the configuration file,
12809 use the @option{-gnat05} switch if sources should be compiled in
12810 Ada 2005 mode  etc.
12811 @end itemize
12812
12813 @menu
12814 * Switches for gnatpp::
12815 * Formatting Rules::
12816 @end menu
12817
12818 @node Switches for gnatpp
12819 @section Switches for @command{gnatpp}
12820
12821 @noindent
12822 The following subsections describe the various switches accepted by
12823 @command{gnatpp}, organized by category.
12824
12825 @ifclear vms
12826 You specify a switch by supplying a name and generally also a value.
12827 In many cases the values for a switch with a given name are incompatible with
12828 each other
12829 (for example the switch that controls the casing of a reserved word may have
12830 exactly one value: upper case, lower case, or
12831 mixed case) and thus exactly one such switch can be in effect for an
12832 invocation of @command{gnatpp}.
12833 If more than one is supplied, the last one is used.
12834 However, some values for the same switch are mutually compatible.
12835 You may supply several such switches to @command{gnatpp}, but then
12836 each must be specified in full, with both the name and the value.
12837 Abbreviated forms (the name appearing once, followed by each value) are
12838 not permitted.
12839 For example, to set
12840 the alignment of the assignment delimiter both in declarations and in
12841 assignment statements, you must write @option{-A2A3}
12842 (or @option{-A2 -A3}), but not @option{-A23}.
12843 @end ifclear
12844
12845 @ifset vms
12846 In many cases the set of options for a given qualifier are incompatible with
12847 each other (for example the qualifier that controls the casing of a reserved
12848 word may have exactly one option, which specifies either upper case, lower
12849 case, or mixed case), and thus exactly one such option can be in effect for
12850 an invocation of @command{gnatpp}.
12851 If more than one is supplied, the last one is used.
12852 However, some qualifiers have options that are mutually compatible,
12853 and then you may then supply several such options when invoking
12854 @command{gnatpp}.
12855 @end ifset
12856
12857 In most cases, it is obvious whether or not the
12858 ^values for a switch with a given name^options for a given qualifier^
12859 are compatible with each other.
12860 When the semantics might not be evident, the summaries below explicitly
12861 indicate the effect.
12862
12863 @menu
12864 * Alignment Control::
12865 * Casing Control::
12866 * Construct Layout Control::
12867 * General Text Layout Control::
12868 * Other Formatting Options::
12869 * Setting the Source Search Path::
12870 * Output File Control::
12871 * Other gnatpp Switches::
12872 @end menu
12873
12874 @node Alignment Control
12875 @subsection Alignment Control
12876 @cindex Alignment control in @command{gnatpp}
12877
12878 @noindent
12879 Programs can be easier to read if certain constructs are vertically aligned.
12880 By default all alignments are set ON.
12881 Through the @option{^-A0^/ALIGN=OFF^} switch you may reset the default to
12882 OFF, and then use one or more of the other
12883 ^@option{-A@var{n}} switches^@option{/ALIGN} options^
12884 to activate alignment for specific constructs.
12885
12886 @table @option
12887 @cindex @option{^-A@var{n}^/ALIGN^} (@command{gnatpp})
12888
12889 @ifset vms
12890 @item /ALIGN=ON
12891 Set all alignments to ON
12892 @end ifset
12893
12894 @item ^-A0^/ALIGN=OFF^
12895 Set all alignments to OFF
12896
12897 @item ^-A1^/ALIGN=COLONS^
12898 Align @code{:} in declarations
12899
12900 @item ^-A2^/ALIGN=DECLARATIONS^
12901 Align @code{:=} in initializations in declarations
12902
12903 @item ^-A3^/ALIGN=STATEMENTS^
12904 Align @code{:=} in assignment statements
12905
12906 @item ^-A4^/ALIGN=ARROWS^
12907 Align @code{=>} in associations
12908
12909 @item ^-A5^/ALIGN=COMPONENT_CLAUSES^
12910 Align @code{at} keywords in the component clauses in record
12911 representation clauses
12912 @end table
12913
12914 @noindent
12915 The @option{^-A^/ALIGN^} switches are mutually compatible; any combination
12916 is allowed.
12917
12918 @node Casing Control
12919 @subsection Casing Control
12920 @cindex Casing control in @command{gnatpp}
12921
12922 @noindent
12923 @command{gnatpp} allows you to specify the casing for reserved words,
12924 pragma names, attribute designators and identifiers.
12925 For identifiers you may define a
12926 general rule for name casing but also override this rule
12927 via a set of dictionary files.
12928
12929 Three types of casing are supported: lower case, upper case, and mixed case.
12930 Lower and upper case are self-explanatory (but since some letters in
12931 Latin1 and other GNAT-supported character sets
12932 exist only in lower-case form, an upper case conversion will have no
12933 effect on them.)
12934 ``Mixed case'' means that the first letter, and also each letter immediately
12935 following an underscore, are converted to their uppercase forms;
12936 all the other letters are converted to their lowercase forms.
12937
12938 @table @option
12939 @cindex @option{^-a@var{x}^/ATTRIBUTE^} (@command{gnatpp})
12940 @item ^-aL^/ATTRIBUTE_CASING=LOWER_CASE^
12941 Attribute designators are lower case
12942
12943 @item ^-aU^/ATTRIBUTE_CASING=UPPER_CASE^
12944 Attribute designators are upper case
12945
12946 @item ^-aM^/ATTRIBUTE_CASING=MIXED_CASE^
12947 Attribute designators are mixed case (this is the default)
12948
12949 @cindex @option{^-k@var{x}^/KEYWORD_CASING^} (@command{gnatpp})
12950 @item ^-kL^/KEYWORD_CASING=LOWER_CASE^
12951 Keywords (technically, these are known in Ada as @emph{reserved words}) are
12952 lower case (this is the default)
12953
12954 @item ^-kU^/KEYWORD_CASING=UPPER_CASE^
12955 Keywords are upper case
12956
12957 @cindex @option{^-n@var{x}^/NAME_CASING^} (@command{gnatpp})
12958 @item ^-nD^/NAME_CASING=AS_DECLARED^
12959 Name casing for defining occurrences are as they appear in the source file
12960 (this is the default)
12961
12962 @item ^-nU^/NAME_CASING=UPPER_CASE^
12963 Names are in upper case
12964
12965 @item ^-nL^/NAME_CASING=LOWER_CASE^
12966 Names are in lower case
12967
12968 @item ^-nM^/NAME_CASING=MIXED_CASE^
12969 Names are in mixed case
12970
12971 @cindex @option{^-p@var{x}^/PRAGMA_CASING^} (@command{gnatpp})
12972 @item ^-pL^/PRAGMA_CASING=LOWER_CASE^
12973 Pragma names are lower case
12974
12975 @item ^-pU^/PRAGMA_CASING=UPPER_CASE^
12976 Pragma names are upper case
12977
12978 @item ^-pM^/PRAGMA_CASING=MIXED_CASE^
12979 Pragma names are mixed case (this is the default)
12980
12981 @item ^-D@var{file}^/DICTIONARY=@var{file}^
12982 @cindex @option{^-D^/DICTIONARY^} (@command{gnatpp})
12983 Use @var{file} as a @emph{dictionary file} that defines
12984 the casing for a set of specified names,
12985 thereby overriding the effect on these names by
12986 any explicit or implicit
12987 ^-n^/NAME_CASING^ switch.
12988 To supply more than one dictionary file,
12989 use ^several @option{-D} switches^a list of files as options^.
12990
12991 @noindent
12992 @option{gnatpp} implicitly uses a @emph{default dictionary file}
12993 to define the casing for the Ada predefined names and
12994 the names declared in the GNAT libraries.
12995
12996 @item ^-D-^/SPECIFIC_CASING^
12997 @cindex @option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^} (@command{gnatpp})
12998 Do not use the default dictionary file;
12999 instead, use the casing
13000 defined by a @option{^-n^/NAME_CASING^} switch and any explicit
13001 dictionary file(s)
13002 @end table
13003
13004 @noindent
13005 The structure of a dictionary file, and details on the conventions
13006 used in the default dictionary file, are defined in @ref{Name Casing}.
13007
13008 The @option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^} and
13009 @option{^-D@var{file}^/DICTIONARY=@var{file}^} switches are mutually
13010 compatible.
13011
13012 @node Construct Layout Control
13013 @subsection Construct Layout Control
13014 @cindex Layout control in @command{gnatpp}
13015
13016 @noindent
13017 This group of @command{gnatpp} switches controls the layout of comments and
13018 complex syntactic constructs.  See @ref{Formatting Comments} for details
13019 on their effect.
13020
13021 @table @option
13022 @cindex @option{^-c@var{n}^/COMMENTS_LAYOUT^} (@command{gnatpp})
13023 @item ^-c0^/COMMENTS_LAYOUT=UNTOUCHED^
13024 All the comments remain unchanged
13025
13026 @item ^-c1^/COMMENTS_LAYOUT=DEFAULT^
13027 GNAT-style comment line indentation (this is the default).
13028
13029 @item ^-c2^/COMMENTS_LAYOUT=STANDARD_INDENT^
13030 Reference-manual comment line indentation.
13031
13032 @item ^-c3^/COMMENTS_LAYOUT=GNAT_BEGINNING^
13033 GNAT-style comment beginning
13034
13035 @item ^-c4^/COMMENTS_LAYOUT=REFORMAT^
13036 Reformat comment blocks
13037
13038 @item ^-c5^/COMMENTS_LAYOUT=KEEP_SPECIAL^
13039 Keep unchanged special form comments
13040
13041 Reformat comment blocks
13042
13043 @cindex @option{^-l@var{n}^/CONSTRUCT_LAYOUT^} (@command{gnatpp})
13044 @item ^-l1^/CONSTRUCT_LAYOUT=GNAT^
13045 GNAT-style layout (this is the default)
13046
13047 @item ^-l2^/CONSTRUCT_LAYOUT=COMPACT^
13048 Compact layout
13049
13050 @item ^-l3^/CONSTRUCT_LAYOUT=UNCOMPACT^
13051 Uncompact layout
13052
13053 @cindex @option{^-N^/NOTABS^} (@command{gnatpp})
13054 @item ^-N^/NOTABS^
13055 All the VT characters are removed from the comment text. All the HT characters
13056 are expanded with the sequences of space characters to get to the next tab
13057 stops.
13058
13059 @cindex @option{^--no-separate-is^/NO_SEPARATE_IS^} (@command{gnatpp})
13060 @item ^--no-separate-is^/NO_SEPARATE_IS^
13061 Do not place the keyword @code{is} on a separate line in a subprogram body in
13062 case if the spec occupies more then one line.
13063
13064 @cindex @option{^--separate-label^/SEPARATE_LABEL^} (@command{gnatpp})
13065 @item ^--separate-label^/SEPARATE_LABEL^
13066 Place statement label(s) on a separate line, with the following statement
13067 on the next line.
13068
13069 @cindex @option{^--separate-loop-then^/SEPARATE_LOOP_THEN^} (@command{gnatpp})
13070 @item ^--separate-loop-then^/SEPARATE_LOOP_THEN^
13071 Place the keyword @code{loop} in FOR and WHILE loop statements and the
13072 keyword @code{then} in IF statements on a separate line.
13073
13074 @cindex @option{^--no-separate-loop-then^/NO_SEPARATE_LOOP_THEN^} (@command{gnatpp})
13075 @item ^--no-separate-loop-then^/NO_SEPARATE_LOOP_THEN^
13076 Do not place the keyword @code{loop} in FOR and WHILE loop statements and the
13077 keyword @code{then} in IF statements on a separate line. This option is
13078 incompatible with @option{^--separate-loop-then^/SEPARATE_LOOP_THEN^} option.
13079
13080 @cindex @option{^--use-on-new-line^/USE_ON_NEW_LINE^} (@command{gnatpp})
13081 @item ^--use-on-new-line^/USE_ON_NEW_LINE^
13082 Start each USE clause in a context clause from a separate line.
13083
13084 @cindex @option{^--separate-stmt-name^/STMT_NAME_ON_NEW_LINE^} (@command{gnatpp})
13085 @item ^--separate-stmt-name^/STMT_NAME_ON_NEW_LINE^
13086 Use a separate line for a loop or block statement name, but do not use an extra
13087 indentation level for the statement itself.
13088
13089 @end table
13090
13091 @ifclear vms
13092 @noindent
13093 The @option{-c1} and @option{-c2} switches are incompatible.
13094 The @option{-c3} and @option{-c4} switches are compatible with each other and
13095 also with @option{-c1} and @option{-c2}. The @option{-c0} switch disables all
13096 the other comment formatting switches.
13097
13098 The @option{-l1}, @option{-l2}, and @option{-l3} switches are incompatible.
13099 @end ifclear
13100
13101 @ifset vms
13102 @noindent
13103 For the @option{/COMMENTS_LAYOUT} qualifier:
13104 @itemize @bullet
13105 @item
13106 The @option{DEFAULT} and @option{STANDARD_INDENT} options are incompatible.
13107 @item
13108 The @option{GNAT_BEGINNING} and @option{REFORMAT} options are compatible with
13109 each other and also with @option{DEFAULT} and @option{STANDARD_INDENT}.
13110 @end itemize
13111
13112 @noindent
13113 The @option{GNAT}, @option{COMPACT}, and @option{UNCOMPACT} options for the
13114 @option{/CONSTRUCT_LAYOUT} qualifier are incompatible.
13115 @end ifset
13116
13117 @node General Text Layout Control
13118 @subsection General Text Layout Control
13119
13120 @noindent
13121 These switches allow control over line length and indentation.
13122
13123 @table @option
13124 @item ^-M@var{nnn}^/LINE_LENGTH_MAX=@var{nnn}^
13125 @cindex @option{^-M^/LINE_LENGTH^} (@command{gnatpp})
13126 Maximum line length, @var{nnn} from 32@dots{}256, the default value is 79
13127
13128 @item ^-i@var{nnn}^/INDENTATION_LEVEL=@var{nnn}^
13129 @cindex @option{^-i^/INDENTATION_LEVEL^} (@command{gnatpp})
13130 Indentation level, @var{nnn} from 1@dots{}9, the default value is 3
13131
13132 @item ^-cl@var{nnn}^/CONTINUATION_INDENT=@var{nnn}^
13133 @cindex @option{^-cl^/CONTINUATION_INDENT^} (@command{gnatpp})
13134 Indentation level for continuation lines (relative to the line being
13135 continued), @var{nnn} from 1@dots{}9.
13136 The default
13137 value is one less then the (normal) indentation level, unless the
13138 indentation is set to 1 (in which case the default value for continuation
13139 line indentation is also 1)
13140 @end table
13141
13142 @node Other Formatting Options
13143 @subsection Other Formatting Options
13144
13145 @noindent
13146 These switches control the inclusion of missing end/exit labels, and
13147 the indentation level in @b{case} statements.
13148
13149 @table @option
13150 @item ^-e^/NO_MISSED_LABELS^
13151 @cindex @option{^-e^/NO_MISSED_LABELS^} (@command{gnatpp})
13152 Do not insert missing end/exit labels. An end label is the name of
13153 a construct that may optionally be repeated at the end of the
13154 construct's declaration;
13155 e.g., the names of packages, subprograms, and tasks.
13156 An exit label is the name of a loop that may appear as target
13157 of an exit statement within the loop.
13158 By default, @command{gnatpp} inserts these end/exit labels when
13159 they are absent from the original source. This option suppresses such
13160 insertion, so that the formatted source reflects the original.
13161
13162 @item ^-ff^/FORM_FEED_AFTER_PRAGMA_PAGE^
13163 @cindex @option{^-ff^/FORM_FEED_AFTER_PRAGMA_PAGE^} (@command{gnatpp})
13164 Insert a Form Feed character after a pragma Page.
13165
13166 @item ^-T@var{nnn}^/MAX_INDENT=@var{nnn}^
13167 @cindex @option{^-T^/MAX_INDENT^} (@command{gnatpp})
13168 Do not use an additional indentation level for @b{case} alternatives
13169 and variants if there are @var{nnn} or more (the default
13170 value is 10).
13171 If @var{nnn} is 0, an additional indentation level is
13172 used for @b{case} alternatives and variants regardless of their number.
13173 @end table
13174
13175 @node Setting the Source Search Path
13176 @subsection Setting the Source Search Path
13177
13178 @noindent
13179 To define the search path for the input source file, @command{gnatpp}
13180 uses the same switches as the GNAT compiler, with the same effects.
13181
13182 @table @option
13183 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
13184 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatpp})
13185 The same as the corresponding gcc switch
13186
13187 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
13188 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatpp})
13189 The same as the corresponding gcc switch
13190
13191 @item ^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE^=@var{path}
13192 @cindex @option{^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE^} (@code{gnatpp})
13193 The same as the corresponding gcc switch
13194
13195 @item ^--RTS^/RUNTIME_SYSTEM^=@var{path}
13196 @cindex @option{^--RTS^/RUNTIME_SYSTEM^} (@code{gnatpp})
13197 The same as the corresponding gcc switch
13198
13199 @end table
13200
13201 @node Output File Control
13202 @subsection Output File Control
13203
13204 @noindent
13205 By default the output is sent to the file whose name is obtained by appending
13206 the ^@file{.pp}^@file{$PP}^ suffix to the name of the input file
13207 (if the file with this name already exists, it is unconditionally overwritten).
13208 Thus if the input file is @file{^my_ada_proc.adb^MY_ADA_PROC.ADB^} then
13209 @command{gnatpp} will produce @file{^my_ada_proc.adb.pp^MY_ADA_PROC.ADB$PP^}
13210 as output file.
13211 The output may be redirected by the following switches:
13212
13213 @table @option
13214 @item ^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^
13215 @cindex @option{^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^} (@code{gnatpp})
13216 Send the output to @code{Standard_Output}
13217
13218 @item ^-o @var{output_file}^/OUTPUT=@var{output_file}^
13219 @cindex @option{^-o^/OUTPUT^} (@code{gnatpp})
13220 Write the output into @var{output_file}.
13221 If @var{output_file} already exists, @command{gnatpp} terminates without
13222 reading or processing the input file.
13223
13224 @item ^-of ^/FORCED_OUTPUT=^@var{output_file}
13225 @cindex @option{^-of^/FORCED_OUTPUT^} (@code{gnatpp})
13226 Write the output into @var{output_file}, overwriting the existing file
13227 (if one is present).
13228
13229 @item ^-r^/REPLACE^
13230 @cindex @option{^-r^/REPLACE^} (@code{gnatpp})
13231 Replace the input source file with the reformatted output, and copy the
13232 original input source into the file whose name is obtained by appending the
13233 ^@file{.npp}^@file{$NPP}^ suffix to the name of the input file.
13234 If a file with this name already exists, @command{gnatpp} terminates without
13235 reading or processing the input file.
13236
13237 @item ^-rf^/OVERRIDING_REPLACE^
13238 @cindex @option{^-rf^/OVERRIDING_REPLACE^} (@code{gnatpp})
13239 Like @option{^-r^/REPLACE^} except that if the file with the specified name
13240 already exists, it is overwritten.
13241
13242 @item ^-rnb^/REPLACE_NO_BACKUP^
13243 @cindex @option{^-rnb^/REPLACE_NO_BACKUP^} (@code{gnatpp})
13244 Replace the input source file with the reformatted output without
13245 creating any backup copy of the input source.
13246
13247 @item ^--eol=@var{xxx}^/END_OF_LINE=@var{xxx}^
13248 @cindex @option{^--eol^/END_OF_LINE^} (@code{gnatpp})
13249 Specifies the format of the reformatted output file. The @var{xxx}
13250 ^string specified with the switch^option^ may be either
13251 @itemize @bullet
13252 @item ``@option{^dos^DOS^}'' MS DOS style, lines end with CR LF characters
13253 @item ``@option{^crlf^CRLF^}''
13254 the same as @option{^crlf^CRLF^}
13255 @item ``@option{^unix^UNIX^}'' UNIX style, lines end with LF character
13256 @item ``@option{^lf^LF^}''
13257 the same as @option{^unix^UNIX^}
13258 @end itemize
13259
13260 @item ^-W^/RESULT_ENCODING=^@var{e}
13261 @cindex @option{^-W^/RESULT_ENCODING=^} (@command{gnatpp})
13262 Specify the wide character encoding method used to write the code in the
13263 result file
13264 @var{e} is one of the following:
13265
13266 @itemize @bullet
13267
13268 @item ^h^HEX^
13269 Hex encoding
13270
13271 @item ^u^UPPER^
13272 Upper half encoding
13273
13274 @item ^s^SHIFT_JIS^
13275 Shift/JIS encoding
13276
13277 @item ^e^EUC^
13278 EUC encoding
13279
13280 @item ^8^UTF8^
13281 UTF-8 encoding
13282
13283 @item ^b^BRACKETS^
13284 Brackets encoding (default value)
13285 @end itemize
13286
13287 @end table
13288
13289 @noindent
13290 Options @option{^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^},
13291 @option{^-o^/OUTPUT^} and
13292 @option{^-of^/FORCED_OUTPUT^} are allowed only if the call to gnatpp
13293 contains only one file to reformat.
13294 Option
13295 @option{^--eol^/END_OF_LINE^}
13296 and
13297 @option{^-W^/RESULT_ENCODING^}
13298 cannot be used together
13299 with @option{^-pipe^/STANDARD_OUTPUT^} option.
13300
13301 @node Other gnatpp Switches
13302 @subsection Other @code{gnatpp} Switches
13303
13304 @noindent
13305 The additional @command{gnatpp} switches are defined in this subsection.
13306
13307 @table @option
13308 @item ^-files @var{filename}^/FILES=@var{filename}^
13309 @cindex @option{^-files^/FILES^} (@code{gnatpp})
13310 Take the argument source files from the specified file. This file should be an
13311 ordinary text file containing file names separated by spaces or
13312 line breaks. You can use this switch more than once in the same call to
13313 @command{gnatpp}. You also can combine this switch with an explicit list of
13314 files.
13315
13316 @item ^-v^/VERBOSE^
13317 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatpp})
13318 Verbose mode;
13319 @command{gnatpp} generates version information and then
13320 a trace of the actions it takes to produce or obtain the ASIS tree.
13321
13322 @item ^-w^/WARNINGS^
13323 @cindex @option{^-w^/WARNINGS^} (@code{gnatpp})
13324 Warning mode;
13325 @command{gnatpp} generates a warning whenever it cannot provide
13326 a required layout in the result source.
13327 @end table
13328
13329 @node Formatting Rules
13330 @section Formatting Rules
13331
13332 @noindent
13333 The following subsections show how @command{gnatpp} treats ``white space'',
13334 comments, program layout, and name casing.
13335 They provide the detailed descriptions of the switches shown above.
13336
13337 @menu
13338 * White Space and Empty Lines::
13339 * Formatting Comments::
13340 * Construct Layout::
13341 * Name Casing::
13342 @end menu
13343
13344 @node White Space and Empty Lines
13345 @subsection White Space and Empty Lines
13346
13347 @noindent
13348 @command{gnatpp} does not have an option to control space characters.
13349 It will add or remove spaces according to the style illustrated by the
13350 examples in the @cite{Ada Reference Manual}.
13351
13352 The only format effectors
13353 (see @cite{Ada Reference Manual}, paragraph 2.1(13))
13354 that will appear in the output file are platform-specific line breaks,
13355 and also format effectors within (but not at the end of) comments.
13356 In particular, each horizontal tab character that is not inside
13357 a comment will be treated as a space and thus will appear in the
13358 output file as zero or more spaces depending on
13359 the reformatting of the line in which it appears.
13360 The only exception is a Form Feed character, which is inserted after a
13361 pragma @code{Page} when @option{-ff} is set.
13362
13363 The output file will contain no lines with trailing ``white space'' (spaces,
13364 format effectors).
13365
13366 Empty lines in the original source are preserved
13367 only if they separate declarations or statements.
13368 In such contexts, a
13369 sequence of two or more empty lines is replaced by exactly one empty line.
13370 Note that a blank line will be removed if it separates two ``comment blocks''
13371 (a comment block is a sequence of whole-line comments).
13372 In order to preserve a visual separation between comment blocks, use an
13373 ``empty comment'' (a line comprising only hyphens) rather than an empty line.
13374 Likewise, if for some reason you wish to have a sequence of empty lines,
13375 use a sequence of empty comments instead.
13376
13377 @node Formatting Comments
13378 @subsection Formatting Comments
13379
13380 @noindent
13381 Comments in Ada code are of two kinds:
13382 @itemize @bullet
13383 @item
13384 a @emph{whole-line comment}, which appears by itself (possibly preceded by
13385 ``white space'') on a line
13386
13387 @item
13388 an @emph{end-of-line comment}, which follows some other Ada lexical element
13389 on the same line.
13390 @end itemize
13391
13392 @noindent
13393 The indentation of a whole-line comment is that of either
13394 the preceding or following line in
13395 the formatted source, depending on switch settings as will be described below.
13396
13397 For an end-of-line comment, @command{gnatpp} leaves the same number of spaces
13398 between the end of the preceding Ada lexical element and the beginning
13399 of the comment as appear in the original source,
13400 unless either the comment has to be split to
13401 satisfy the line length limitation, or else the next line contains a
13402 whole line comment that is considered a continuation of this end-of-line
13403 comment (because it starts at the same position).
13404 In the latter two
13405 cases, the start of the end-of-line comment is moved right to the nearest
13406 multiple of the indentation level.
13407 This may result in a ``line overflow'' (the right-shifted comment extending
13408 beyond the maximum line length), in which case the comment is split as
13409 described below.
13410
13411 There is a difference between @option{^-c1^/COMMENTS_LAYOUT=DEFAULT^}
13412 (GNAT-style comment line indentation)
13413 and @option{^-c2^/COMMENTS_LAYOUT=STANDARD_INDENT^}
13414 (reference-manual comment line indentation).
13415 With reference-manual style, a whole-line comment is indented as if it
13416 were a declaration or statement at the same place
13417 (i.e., according to the indentation of the preceding line(s)).
13418 With GNAT style, a whole-line comment that is immediately followed by an
13419 @b{if} or @b{case} statement alternative, a record variant, or the reserved
13420 word @b{begin}, is indented based on the construct that follows it.
13421
13422 For example:
13423 @smallexample @c ada
13424 @cartouche
13425 if A then
13426     null;
13427        -- some comment
13428 else
13429    null;
13430 end if;
13431 @end cartouche
13432 @end smallexample
13433
13434 @noindent
13435 Reference-manual indentation produces:
13436
13437 @smallexample @c ada
13438 @cartouche
13439 if A then
13440    null;
13441    --  some comment
13442 else
13443    null;
13444 end if;
13445 @end cartouche
13446 @end smallexample
13447
13448 @noindent
13449 while GNAT-style indentation produces:
13450
13451 @smallexample @c ada
13452 @cartouche
13453 if A then
13454    null;
13455 --  some comment
13456 else
13457    null;
13458 end if;
13459 @end cartouche
13460 @end smallexample
13461
13462 @noindent
13463 The @option{^-c3^/COMMENTS_LAYOUT=GNAT_BEGINNING^} switch
13464 (GNAT style comment beginning) has the following
13465 effect:
13466
13467 @itemize @bullet
13468 @item
13469 For each whole-line comment that does not end with two hyphens,
13470 @command{gnatpp} inserts spaces if necessary after the starting two hyphens
13471 to ensure that there are at least two spaces between these hyphens and the
13472 first non-blank character of the comment.
13473 @end itemize
13474
13475 @noindent
13476 For an end-of-line comment, if in the original source the next line is a
13477 whole-line comment that starts at the same position
13478 as the end-of-line comment,
13479 then the whole-line comment (and all whole-line comments
13480 that follow it and that start at the same position)
13481 will start at this position in the output file.
13482
13483 @noindent
13484 That is, if in the original source we have:
13485
13486 @smallexample @c ada
13487 @cartouche
13488 begin
13489 A := B + C;            --  B must be in the range Low1..High1
13490                        --  C must be in the range Low2..High2
13491              --B+C will be in the range Low1+Low2..High1+High2
13492 X := X + 1;
13493 @end cartouche
13494 @end smallexample
13495
13496 @noindent
13497 Then in the formatted source we get
13498
13499 @smallexample @c ada
13500 @cartouche
13501 begin
13502    A := B + C;            --  B must be in the range Low1..High1
13503                           --  C must be in the range Low2..High2
13504    --  B+C will be in the range Low1+Low2..High1+High2
13505    X := X + 1;
13506 @end cartouche
13507 @end smallexample
13508
13509 @noindent
13510 A comment that exceeds the line length limit will be split.
13511 Unless switch
13512 @option{^-c4^/COMMENTS_LAYOUT=REFORMAT^} (reformat comment blocks) is set and
13513 the line belongs to a reformattable block, splitting the line generates a
13514 @command{gnatpp} warning.
13515 The @option{^-c4^/COMMENTS_LAYOUT=REFORMAT^} switch specifies that whole-line
13516 comments may be reformatted in typical
13517 word processor style (that is, moving words between lines and putting as
13518 many words in a line as possible).
13519
13520 @noindent
13521 The @option{^-c5^/COMMENTS_LAYOUT=KEEP_SPECIAL^} switch specifies, that comments
13522 that has a special format (that is, a character that is neither a letter nor digit
13523 not white space nor line break immediately following the leading @code{--} of
13524 the comment) should be without any change moved from the argument source
13525 into reformatted source. This switch allows to preserve comments that are used
13526 as a special marks in the code (e.g.@: SPARK annotation).
13527
13528 @node Construct Layout
13529 @subsection Construct Layout
13530
13531 @noindent
13532 In several cases the suggested layout in the Ada Reference Manual includes
13533 an extra level of indentation that many programmers prefer to avoid. The
13534 affected cases include:
13535
13536 @itemize @bullet
13537
13538 @item Record type declaration (RM 3.8)
13539
13540 @item Record representation clause (RM 13.5.1)
13541
13542 @item Loop statement in case if a loop has a statement identifier (RM 5.6)
13543
13544 @item Block statement in case if a block has a statement identifier (RM 5.6)
13545 @end itemize
13546
13547 @noindent
13548 In compact mode (when GNAT style layout or compact layout is set),
13549 the pretty printer uses one level of indentation instead
13550 of two. This is achieved in the record definition and record representation
13551 clause cases by putting the @code{record} keyword on the same line as the
13552 start of the declaration or representation clause, and in the block and loop
13553 case by putting the block or loop header on the same line as the statement
13554 identifier.
13555
13556 @noindent
13557 The difference between GNAT style @option{^-l1^/CONSTRUCT_LAYOUT=GNAT^}
13558 and compact @option{^-l2^/CONSTRUCT_LAYOUT=COMPACT^}
13559 layout on the one hand, and uncompact layout
13560 @option{^-l3^/CONSTRUCT_LAYOUT=UNCOMPACT^} on the other hand,
13561 can be illustrated by the following examples:
13562
13563 @iftex
13564 @cartouche
13565 @multitable @columnfractions .5 .5
13566 @item @i{GNAT style, compact layout} @tab @i{Uncompact layout}
13567
13568 @item
13569 @smallexample @c ada
13570 type q is record
13571    a : integer;
13572    b : integer;
13573 end record;
13574 @end smallexample
13575 @tab
13576 @smallexample @c ada
13577 type q is
13578    record
13579       a : integer;
13580       b : integer;
13581    end record;
13582 @end smallexample
13583
13584 @item
13585 @smallexample @c ada
13586 for q use record
13587    a at 0 range  0 .. 31;
13588    b at 4 range  0 .. 31;
13589 end record;
13590 @end smallexample
13591 @tab
13592 @smallexample @c ada
13593 for q use
13594    record
13595       a at 0 range  0 .. 31;
13596       b at 4 range  0 .. 31;
13597    end record;
13598 @end smallexample
13599
13600 @item
13601 @smallexample @c ada
13602 Block : declare
13603    A : Integer := 3;
13604 begin
13605    Proc (A, A);
13606 end Block;
13607 @end smallexample
13608 @tab
13609 @smallexample @c ada
13610 Block :
13611    declare
13612       A : Integer := 3;
13613    begin
13614       Proc (A, A);
13615    end Block;
13616 @end smallexample
13617
13618 @item
13619 @smallexample @c ada
13620 Clear : for J in 1 .. 10 loop
13621    A (J) := 0;
13622 end loop Clear;
13623 @end smallexample
13624 @tab
13625 @smallexample @c ada
13626 Clear :
13627    for J in 1 .. 10 loop
13628       A (J) := 0;
13629    end loop Clear;
13630 @end smallexample
13631 @end multitable
13632 @end cartouche
13633 @end iftex
13634
13635 @ifnottex
13636 @smallexample
13637 @cartouche
13638 GNAT style, compact layout              Uncompact layout
13639
13640 type q is record                        type q is
13641    a : integer;                            record
13642    b : integer;                               a : integer;
13643 end record;                                   b : integer;
13644                                            end record;
13645
13646 for q use record                        for q use
13647    a at 0 range  0 .. 31;                  record
13648    b at 4 range  0 .. 31;                     a at 0 range  0 .. 31;
13649 end record;                                   b at 4 range  0 .. 31;
13650                                            end record;
13651
13652 Block : declare                         Block :
13653    A : Integer := 3;                       declare
13654 begin                                         A : Integer := 3;
13655    Proc (A, A);                            begin
13656 end Block;                                    Proc (A, A);
13657                                            end Block;
13658
13659 Clear : for J in 1 .. 10 loop           Clear :
13660    A (J) := 0;                             for J in 1 .. 10 loop
13661 end loop Clear;                               A (J) := 0;
13662                                            end loop Clear;
13663 @end cartouche
13664 @end smallexample
13665 @end ifnottex
13666
13667 @noindent
13668 A further difference between GNAT style layout and compact layout is that
13669 GNAT style layout inserts empty lines as separation for
13670 compound statements, return statements and bodies.
13671
13672 Note that the layout specified by
13673 @option{^--separate-stmt-name^/STMT_NAME_ON_NEW_LINE^}
13674 for named block and loop statements overrides the layout defined by these
13675 constructs by @option{^-l1^/CONSTRUCT_LAYOUT=GNAT^},
13676 @option{^-l2^/CONSTRUCT_LAYOUT=COMPACT^} or
13677 @option{^-l3^/CONSTRUCT_LAYOUT=UNCOMPACT^} option.
13678
13679 @node Name Casing
13680 @subsection Name Casing
13681
13682 @noindent
13683 @command{gnatpp} always converts the usage occurrence of a (simple) name to
13684 the same casing as the corresponding defining identifier.
13685
13686 You control the casing for defining occurrences via the
13687 @option{^-n^/NAME_CASING^} switch.
13688 @ifclear vms
13689 With @option{-nD} (``as declared'', which is the default),
13690 @end ifclear
13691 @ifset vms
13692 With @option{/NAME_CASING=AS_DECLARED}, which is the default,
13693 @end ifset
13694 defining occurrences appear exactly as in the source file
13695 where they are declared.
13696 The other ^values for this switch^options for this qualifier^ ---
13697 @option{^-nU^UPPER_CASE^},
13698 @option{^-nL^LOWER_CASE^},
13699 @option{^-nM^MIXED_CASE^} ---
13700 result in
13701 ^upper, lower, or mixed case, respectively^the corresponding casing^.
13702 If @command{gnatpp} changes the casing of a defining
13703 occurrence, it analogously changes the casing of all the
13704 usage occurrences of this name.
13705
13706 If the defining occurrence of a name is not in the source compilation unit
13707 currently being processed by @command{gnatpp}, the casing of each reference to
13708 this name is changed according to the value of the @option{^-n^/NAME_CASING^}
13709 switch (subject to the dictionary file mechanism described below).
13710 Thus @command{gnatpp} acts as though the @option{^-n^/NAME_CASING^} switch
13711 had affected the
13712 casing for the defining occurrence of the name.
13713
13714 Some names may need to be spelled with casing conventions that are not
13715 covered by the upper-, lower-, and mixed-case transformations.
13716 You can arrange correct casing by placing such names in a
13717 @emph{dictionary file},
13718 and then supplying a @option{^-D^/DICTIONARY^} switch.
13719 The casing of names from dictionary files overrides
13720 any @option{^-n^/NAME_CASING^} switch.
13721
13722 To handle the casing of Ada predefined names and the names from GNAT libraries,
13723 @command{gnatpp} assumes a default dictionary file.
13724 The name of each predefined entity is spelled with the same casing as is used
13725 for the entity in the @cite{Ada Reference Manual}.
13726 The name of each entity in the GNAT libraries is spelled with the same casing
13727 as is used in the declaration of that entity.
13728
13729 The @w{@option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^}} switch suppresses the use of the
13730 default dictionary file.
13731 Instead, the casing for predefined and GNAT-defined names will be established
13732 by the @option{^-n^/NAME_CASING^} switch or explicit dictionary files.
13733 For example, by default the names @code{Ada.Text_IO} and @code{GNAT.OS_Lib}
13734 will appear as just shown,
13735 even in the presence of a @option{^-nU^/NAME_CASING=UPPER_CASE^} switch.
13736 To ensure that even such names are rendered in uppercase,
13737 additionally supply the @w{@option{^-D-^/SPECIFIC_CASING^}} switch
13738 (or else, less conveniently, place these names in upper case in a dictionary
13739 file).
13740
13741 A dictionary file is
13742 a plain text file; each line in this file can be either a blank line
13743 (containing only space characters and ASCII.HT characters), an Ada comment
13744 line, or the specification of exactly one @emph{casing schema}.
13745
13746 A casing schema is a string that has the following syntax:
13747
13748 @smallexample
13749 @cartouche
13750   @var{casing_schema} ::= @var{identifier} | *@var{simple_identifier}*
13751
13752   @var{simple_identifier} ::= @var{letter}@{@var{letter_or_digit}@}
13753 @end cartouche
13754 @end smallexample
13755
13756 @noindent
13757 (See @cite{Ada Reference Manual}, Section 2.3) for the definition of the
13758 @var{identifier} lexical element and the @var{letter_or_digit} category.)
13759
13760 The casing schema string can be followed by white space and/or an Ada-style
13761 comment; any amount of white space is allowed before the string.
13762
13763 If a dictionary file is passed as
13764 @ifclear vms
13765 the value of a @option{-D@var{file}} switch
13766 @end ifclear
13767 @ifset vms
13768 an option to the @option{/DICTIONARY} qualifier
13769 @end ifset
13770 then for every
13771 simple name and every identifier, @command{gnatpp} checks if the dictionary
13772 defines the casing for the name or for some of its parts (the term ``subword''
13773 is used below to denote the part of a name which is delimited by ``_'' or by
13774 the beginning or end of the word and which does not contain any ``_'' inside):
13775
13776 @itemize @bullet
13777 @item
13778 if the whole name is in the dictionary, @command{gnatpp} uses for this name
13779 the casing defined by the dictionary; no subwords are checked for this word
13780
13781 @item
13782 for every subword @command{gnatpp} checks if the dictionary contains the
13783 corresponding string of the form @code{*@var{simple_identifier}*},
13784 and if it does, the casing of this @var{simple_identifier} is used
13785 for this subword
13786
13787 @item
13788 if the whole name does not contain any ``_'' inside, and if for this name
13789 the dictionary contains two entries - one of the form @var{identifier},
13790 and another - of the form *@var{simple_identifier}*, then the first one
13791 is applied to define the casing of this name
13792
13793 @item
13794 if more than one dictionary file is passed as @command{gnatpp} switches, each
13795 dictionary adds new casing exceptions and overrides all the existing casing
13796 exceptions set by the previous dictionaries
13797
13798 @item
13799 when @command{gnatpp} checks if the word or subword is in the dictionary,
13800 this check is not case sensitive
13801 @end itemize
13802
13803 @noindent
13804 For example, suppose we have the following source to reformat:
13805
13806 @smallexample @c ada
13807 @cartouche
13808 procedure test is
13809    name1 : integer := 1;
13810    name4_name3_name2 : integer := 2;
13811    name2_name3_name4 : Boolean;
13812    name1_var : Float;
13813 begin
13814    name2_name3_name4 := name4_name3_name2 > name1;
13815 end;
13816 @end cartouche
13817 @end smallexample
13818
13819 @noindent
13820 And suppose we have two dictionaries:
13821
13822 @smallexample
13823 @cartouche
13824 @i{dict1:}
13825    NAME1
13826    *NaMe3*
13827    *Name1*
13828 @end cartouche
13829
13830 @cartouche
13831 @i{dict2:}
13832   *NAME3*
13833 @end cartouche
13834 @end smallexample
13835
13836 @noindent
13837 If @command{gnatpp} is called with the following switches:
13838
13839 @smallexample
13840 @ifclear vms
13841 @command{gnatpp -nM -D dict1 -D dict2 test.adb}
13842 @end ifclear
13843 @ifset vms
13844 @command{gnatpp test.adb /NAME_CASING=MIXED_CASE /DICTIONARY=(dict1, dict2)}
13845 @end ifset
13846 @end smallexample
13847
13848 @noindent
13849 then we will get the following name casing in the @command{gnatpp} output:
13850
13851 @smallexample @c ada
13852 @cartouche
13853 procedure Test is
13854    NAME1             : Integer := 1;
13855    Name4_NAME3_Name2 : Integer := 2;
13856    Name2_NAME3_Name4 : Boolean;
13857    Name1_Var         : Float;
13858 begin
13859    Name2_NAME3_Name4 := Name4_NAME3_Name2 > NAME1;
13860 end Test;
13861 @end cartouche
13862 @end smallexample
13863
13864 @c *********************************
13865 @node The GNAT Metric Tool gnatmetric
13866 @chapter The GNAT Metric Tool @command{gnatmetric}
13867 @findex gnatmetric
13868 @cindex Metric tool
13869
13870 @noindent
13871 ^The @command{gnatmetric} tool^@command{GNAT METRIC}^ is an ASIS-based utility
13872 for computing various program metrics.
13873 It takes an Ada source file as input and generates a file containing the
13874 metrics data as output. Various switches control which
13875 metrics are computed and output.
13876
13877 @command{gnatmetric} generates and uses the ASIS
13878 tree for the input source and thus requires the input to be syntactically and
13879 semantically legal.
13880 If this condition is not met, @command{gnatmetric} will generate
13881 an error message; no metric information for this file will be
13882 computed and reported.
13883
13884 If the compilation unit contained in the input source depends semantically
13885 upon units in files located outside the current directory, you have to provide
13886 the source search path when invoking @command{gnatmetric}.
13887 If it depends semantically upon units that are contained
13888 in files with names that do not follow the GNAT file naming rules, you have to
13889 provide the configuration file describing the corresponding naming scheme (see
13890 the description of the @command{gnatmetric} switches below.)
13891 Alternatively, you may use a project file and invoke @command{gnatmetric}
13892 through the @command{gnat} driver.
13893
13894 The @command{gnatmetric} command has the form
13895
13896 @smallexample
13897 @c $ gnatmetric @ovar{switches} @{@var{filename}@} @r{[}-cargs @var{gcc_switches}@r{]}
13898 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
13899 $ gnatmetric @r{[}@var{switches}@r{]} @{@var{filename}@} @r{[}-cargs @var{gcc_switches}@r{]}
13900 @end smallexample
13901
13902 @noindent
13903 where
13904 @itemize @bullet
13905 @item
13906 @var{switches} specify the metrics to compute and define the destination for
13907 the output
13908
13909 @item
13910 Each @var{filename} is the name (including the extension) of a source
13911 file to process. ``Wildcards'' are allowed, and
13912 the file name may contain path information.
13913 If no @var{filename} is supplied, then the @var{switches} list must contain
13914 at least one
13915 @option{-files} switch (@pxref{Other gnatmetric Switches}).
13916 Including both a @option{-files} switch and one or more
13917 @var{filename} arguments is permitted.
13918
13919 @item
13920 @samp{@var{gcc_switches}} is a list of switches for
13921 @command{gcc}. They will be passed on to all compiler invocations made by
13922 @command{gnatmetric} to generate the ASIS trees. Here you can provide
13923 @option{^-I^/INCLUDE_DIRS=^} switches to form the source search path,
13924 and use the @option{-gnatec} switch to set the configuration file,
13925 use the @option{-gnat05} switch if sources should be compiled in
13926 Ada 2005 mode etc.
13927 @end itemize
13928
13929 @menu
13930 * Switches for gnatmetric::
13931 @end menu
13932
13933 @node Switches for gnatmetric
13934 @section Switches for @command{gnatmetric}
13935
13936 @noindent
13937 The following subsections describe the various switches accepted by
13938 @command{gnatmetric}, organized by category.
13939
13940 @menu
13941 * Output Files Control::
13942 * Disable Metrics For Local Units::
13943 * Specifying a set of metrics to compute::
13944 * Other gnatmetric Switches::
13945 * Generate project-wide metrics::
13946 @end menu
13947
13948 @node Output Files Control
13949 @subsection Output File Control
13950 @cindex Output file control in @command{gnatmetric}
13951
13952 @noindent
13953 @command{gnatmetric} has two output formats. It can generate a
13954 textual (human-readable) form, and also XML. By default only textual
13955 output is generated.
13956
13957 When generating the output in textual form, @command{gnatmetric} creates
13958 for each Ada source file a corresponding text file
13959 containing the computed metrics, except for the case when the set of metrics
13960 specified by gnatmetric parameters consists only of metrics that are computed
13961 for the whole set of analyzed sources, but not for each Ada source.
13962 By default, this file is placed in the same directory as where the source
13963 file is located, and its name is obtained
13964 by appending the ^@file{.metrix}^@file{$METRIX}^ suffix to the name of the
13965 input file.
13966
13967 All the output information generated in XML format is placed in a single
13968 file. By default this file is placed in the current directory and has the
13969 name ^@file{metrix.xml}^@file{METRIX$XML}^.
13970
13971 Some of the computed metrics are summed over the units passed to
13972 @command{gnatmetric}; for example, the total number of lines of code.
13973 By default this information is sent to @file{stdout}, but a file
13974 can be specified with the @option{-og} switch.
13975
13976 The following switches control the @command{gnatmetric} output:
13977
13978 @table @option
13979 @cindex @option{^-x^/XML^} (@command{gnatmetric})
13980 @item ^-x^/XML^
13981 Generate the XML output
13982
13983 @cindex @option{^-xs^/XSD^} (@command{gnatmetric})
13984 @item ^-xs^/XSD^
13985 Generate the XML output and the XML schema file that describes the structure
13986 of the XML metric report, this schema is assigned to the XML file. The schema
13987 file has the same name as the XML output file with @file{.xml} suffix replaced
13988 with @file{.xsd}
13989
13990 @cindex @option{^-nt^/NO_TEXT^} (@command{gnatmetric})
13991 @item ^-nt^/NO_TEXT^
13992 Do not generate the output in text form (implies @option{^-x^/XML^})
13993
13994 @cindex @option{^-d^/DIRECTORY^} (@command{gnatmetric})
13995 @item ^-d @var{output_dir}^/DIRECTORY=@var{output_dir}^
13996 Put text files with detailed metrics into @var{output_dir}
13997
13998 @cindex @option{^-o^/SUFFIX_DETAILS^} (@command{gnatmetric})
13999 @item ^-o @var{file_suffix}^/SUFFIX_DETAILS=@var{file_suffix}^
14000 Use @var{file_suffix}, instead of ^@file{.metrix}^@file{$METRIX}^
14001 in the name of the output file.
14002
14003 @cindex @option{^-og^/GLOBAL_OUTPUT^} (@command{gnatmetric})
14004 @item ^-og @var{file_name}^/GLOBAL_OUTPUT=@var{file_name}^
14005 Put global metrics into @var{file_name}
14006
14007 @cindex @option{^-ox^/XML_OUTPUT^} (@command{gnatmetric})
14008 @item ^-ox @var{file_name}^/XML_OUTPUT=@var{file_name}^
14009 Put the XML output into @var{file_name} (also implies @option{^-x^/XML^})
14010
14011 @cindex @option{^-sfn^/SHORT_SOURCE_FILE_NAME^} (@command{gnatmetric})
14012 @item ^-sfn^/SHORT_SOURCE_FILE_NAME^
14013 Use ``short'' source file names in the output.  (The @command{gnatmetric}
14014 output includes the name(s) of the Ada source file(s) from which the metrics
14015 are computed.  By default each name includes the absolute path. The
14016 @option{^-sfn^/SHORT_SOURCE_FILE_NAME^} switch causes @command{gnatmetric}
14017 to exclude all directory information from the file names that are output.)
14018
14019 @end table
14020
14021 @node Disable Metrics For Local Units
14022 @subsection Disable Metrics For Local Units
14023 @cindex Disable Metrics For Local Units in @command{gnatmetric}
14024
14025 @noindent
14026 @command{gnatmetric} relies on the GNAT compilation model @minus{}
14027 one compilation
14028 unit per one source file. It computes line metrics for the whole source
14029 file, and it also computes syntax
14030 and complexity metrics for the file's outermost unit.
14031
14032 By default, @command{gnatmetric} will also compute all metrics for certain
14033 kinds of locally declared program units:
14034
14035 @itemize @bullet
14036 @item
14037 subprogram (and generic subprogram) bodies;
14038
14039 @item
14040 package (and generic package) specs and bodies;
14041
14042 @item
14043 task object and type specifications and bodies;
14044
14045 @item
14046 protected object and type specifications and bodies.
14047 @end itemize
14048
14049 @noindent
14050 These kinds of entities will be referred to as
14051 @emph{eligible local program units}, or simply @emph{eligible local units},
14052 @cindex Eligible local unit (for @command{gnatmetric})
14053 in the discussion below.
14054
14055 Note that a subprogram declaration, generic instantiation,
14056 or renaming declaration only receives metrics
14057 computation when it appear as the outermost entity
14058 in a source file.
14059
14060 Suppression of metrics computation for eligible local units can be
14061 obtained via the following switch:
14062
14063 @table @option
14064 @cindex @option{^-n@var{x}^/SUPPRESS^} (@command{gnatmetric})
14065 @item ^-nolocal^/SUPPRESS=LOCAL_DETAILS^
14066 Do not compute detailed metrics for eligible local program units
14067
14068 @end table
14069
14070 @node Specifying a set of metrics to compute
14071 @subsection Specifying a set of metrics to compute
14072
14073 @noindent
14074 By default all the metrics are computed and reported. The switches
14075 described in this subsection allow you to control, on an individual
14076 basis, whether metrics are computed and
14077 reported. If at least one positive metric
14078 switch is specified (that is, a switch that defines that a given
14079 metric or set of metrics is to be computed), then only
14080 explicitly specified metrics are reported.
14081
14082 @menu
14083 * Line Metrics Control::
14084 * Syntax Metrics Control::
14085 * Complexity Metrics Control::
14086 * Object-Oriented Metrics Control::
14087 @end menu
14088
14089 @node Line Metrics Control
14090 @subsubsection Line Metrics Control
14091 @cindex Line metrics control in @command{gnatmetric}
14092
14093 @noindent
14094 For any (legal) source file, and for each of its
14095 eligible local program units, @command{gnatmetric} computes the following
14096 metrics:
14097
14098 @itemize @bullet
14099 @item
14100 the total number of lines;
14101
14102 @item
14103 the total number of code lines (i.e., non-blank lines that are not comments)
14104
14105 @item
14106 the number of comment lines
14107
14108 @item
14109 the number of code lines containing end-of-line comments;
14110
14111 @item
14112 the comment percentage: the ratio between the number of lines that contain
14113 comments and the number of all non-blank lines, expressed as a percentage;
14114
14115 @item
14116 the number of empty lines and lines containing only space characters and/or
14117 format effectors (blank lines)
14118
14119 @item
14120 the average number of code lines in subprogram bodies, task bodies, entry
14121 bodies and statement sequences in package bodies (this metric is only computed
14122 across the whole set of the analyzed units)
14123
14124 @end itemize
14125
14126 @noindent
14127 @command{gnatmetric} sums the values of the line metrics for all the
14128 files being processed and then generates the cumulative results. The tool
14129 also computes for all the files being processed the average number of code
14130 lines in bodies.
14131
14132 You can use the following switches to select the specific line metrics
14133 to be computed and reported.
14134
14135 @table @option
14136 @cindex @option{^--lines@var{x}^/LINE_COUNT_METRICS^} (@command{gnatmetric})
14137
14138 @ifclear vms
14139 @cindex @option{--no-lines@var{x}}
14140 @end ifclear
14141
14142 @item ^--lines-all^/LINE_COUNT_METRICS=ALL^
14143 Report all the line metrics
14144
14145 @item ^--no-lines-all^/LINE_COUNT_METRICS=NONE^
14146 Do not report any of line metrics
14147
14148 @item ^--lines^/LINE_COUNT_METRICS=ALL_LINES^
14149 Report the number of all lines
14150
14151 @item ^--no-lines^/LINE_COUNT_METRICS=NOALL_LINES^
14152 Do not report the number of all lines
14153
14154 @item ^--lines-code^/LINE_COUNT_METRICS=CODE_LINES^
14155 Report the number of code lines
14156
14157 @item ^--no-lines-code^/LINE_COUNT_METRICS=NOCODE_LINES^
14158 Do not report the number of code lines
14159
14160 @item ^--lines-comment^/LINE_COUNT_METRICS=COMMENT_LINES^
14161 Report the number of comment lines
14162
14163 @item ^--no-lines-comment^/LINE_COUNT_METRICS=NOCOMMENT_LINES^
14164 Do not report the number of comment lines
14165
14166 @item ^--lines-eol-comment^/LINE_COUNT_METRICS=CODE_COMMENT_LINES^
14167 Report the number of code lines containing
14168 end-of-line comments
14169
14170 @item ^--no-lines-eol-comment^/LINE_COUNT_METRICS=NOCODE_COMMENT_LINES^
14171 Do not report the number of code lines containing
14172 end-of-line comments
14173
14174 @item ^--lines-ratio^/LINE_COUNT_METRICS=COMMENT_PERCENTAGE^
14175 Report the comment percentage in the program text
14176
14177 @item ^--no-lines-ratio^/LINE_COUNT_METRICS=NOCOMMENT_PERCENTAGE^
14178 Do not report the comment percentage in the program text
14179
14180 @item ^--lines-blank^/LINE_COUNT_METRICS=BLANK_LINES^
14181 Report the number of blank lines
14182
14183 @item ^--no-lines-blank^/LINE_COUNT_METRICS=NOBLANK_LINES^
14184 Do not report the number of blank lines
14185
14186 @item ^--lines-average^/LINE_COUNT_METRICS=AVERAGE_BODY_LINES^
14187 Report the average number of code lines in subprogram bodies, task bodies,
14188 entry bodies and statement sequences in package bodies. The metric is computed
14189 and reported for the whole set of processed Ada sources only.
14190
14191 @item ^--no-lines-average^/LINE_COUNT_METRICS=NOAVERAGE_BODY_LINES^
14192 Do not report the average number of code lines in subprogram bodies,
14193 task bodies, entry bodies and statement sequences in package bodies.
14194
14195 @end table
14196
14197 @node Syntax Metrics Control
14198 @subsubsection Syntax Metrics Control
14199 @cindex Syntax metrics control in @command{gnatmetric}
14200
14201 @noindent
14202 @command{gnatmetric} computes various syntactic metrics for the
14203 outermost unit and for each eligible local unit:
14204
14205 @table @emph
14206 @item LSLOC (``Logical Source Lines Of Code'')
14207 The total number of declarations and the total number of statements
14208
14209 @item Maximal static nesting level of inner program units
14210 According to
14211 @cite{Ada Reference Manual}, 10.1(1), ``A program unit is either a
14212 package, a task unit, a protected unit, a
14213 protected entry, a generic unit, or an explicitly declared subprogram other
14214 than an enumeration literal.''
14215
14216 @item Maximal nesting level of composite syntactic constructs
14217 This corresponds to the notion of the
14218 maximum nesting level in the GNAT built-in style checks
14219 (@pxref{Style Checking})
14220 @end table
14221
14222 @noindent
14223 For the outermost unit in the file, @command{gnatmetric} additionally computes
14224 the following metrics:
14225
14226 @table @emph
14227 @item Public subprograms
14228 This metric is computed for package specs. It is the
14229 number of subprograms and generic subprograms declared in the visible
14230 part (including the visible part of nested packages, protected objects, and
14231 protected types).
14232
14233 @item All subprograms
14234 This metric is computed for bodies and subunits. The
14235 metric is equal to a total number of subprogram bodies in the compilation
14236 unit.
14237 Neither generic instantiations nor renamings-as-a-body nor body stubs
14238 are counted. Any subprogram body is counted, independently of its nesting
14239 level and enclosing constructs. Generic bodies and bodies of protected
14240 subprograms are counted in the same way as ``usual'' subprogram bodies.
14241
14242 @item Public types
14243 This metric is computed for package specs and
14244 generic package declarations. It is the total number of types
14245 that can be referenced from outside this compilation unit, plus the
14246 number of types from all the visible parts of all the visible generic
14247 packages. Generic formal types are not counted.  Only types, not subtypes,
14248 are included.
14249
14250 @noindent
14251 Along with the total number of public types, the following
14252 types are counted and reported separately:
14253
14254 @itemize @bullet
14255 @item
14256 Abstract types
14257
14258 @item
14259 Root tagged types (abstract, non-abstract, private, non-private). Type
14260 extensions are @emph{not} counted
14261
14262 @item
14263 Private types (including private extensions)
14264
14265 @item
14266 Task types
14267
14268 @item
14269 Protected types
14270
14271 @end itemize
14272
14273 @item All types
14274 This metric is computed for any compilation unit. It is equal to the total
14275 number of the declarations of different types given in the compilation unit.
14276 The private and the corresponding full type declaration are counted as one
14277 type declaration. Incomplete type declarations and generic formal types
14278 are not counted.
14279 No distinction is made among different kinds of types (abstract,
14280 private etc.); the total number of types is computed and reported.
14281
14282 @end table
14283
14284 @noindent
14285 By default, all the syntax metrics are computed and reported. You can use the
14286 following switches to select specific syntax metrics.
14287
14288 @table @option
14289
14290 @cindex @option{^--syntax@var{x}^/SYNTAX_METRICS^} (@command{gnatmetric})
14291
14292 @ifclear vms
14293 @cindex @option{--no-syntax@var{x}} (@command{gnatmetric})
14294 @end ifclear
14295
14296 @item ^--syntax-all^/SYNTAX_METRICS=ALL^
14297 Report all the syntax metrics
14298
14299 @item ^--no-syntax-all^/SYNTAX_METRICS=NONE^
14300 Do not report any of syntax metrics
14301
14302 @item ^--declarations^/SYNTAX_METRICS=DECLARATIONS^
14303 Report the total number of declarations
14304
14305 @item ^--no-declarations^/SYNTAX_METRICS=NODECLARATIONS^
14306 Do not report the total number of declarations
14307
14308 @item ^--statements^/SYNTAX_METRICS=STATEMENTS^
14309 Report the total number of statements
14310
14311 @item ^--no-statements^/SYNTAX_METRICS=NOSTATEMENTS^
14312 Do not report the total number of statements
14313
14314 @item ^--public-subprograms^/SYNTAX_METRICS=PUBLIC_SUBPROGRAMS^
14315 Report the number of public subprograms in a compilation unit
14316
14317 @item ^--no-public-subprograms^/SYNTAX_METRICS=NOPUBLIC_SUBPROGRAMS^
14318 Do not report the number of public subprograms in a compilation unit
14319
14320 @item ^--all-subprograms^/SYNTAX_METRICS=ALL_SUBPROGRAMS^
14321 Report the number of all the subprograms in a compilation unit
14322
14323 @item ^--no-all-subprograms^/SYNTAX_METRICS=NOALL_SUBPROGRAMS^
14324 Do not report the number of all the subprograms in a compilation unit
14325
14326 @item ^--public-types^/SYNTAX_METRICS=PUBLIC_TYPES^
14327 Report the number of public types in a compilation unit
14328
14329 @item ^--no-public-types^/SYNTAX_METRICS=NOPUBLIC_TYPES^
14330 Do not report the number of public types in a compilation unit
14331
14332 @item ^--all-types^/SYNTAX_METRICS=ALL_TYPES^
14333 Report the number of all the types in a compilation unit
14334
14335 @item ^--no-all-types^/SYNTAX_METRICS=NOALL_TYPES^
14336 Do not report the number of all the types in a compilation unit
14337
14338 @item ^--unit-nesting^/SYNTAX_METRICS=UNIT_NESTING^
14339 Report the maximal program unit nesting level
14340
14341 @item ^--no-unit-nesting^/SYNTAX_METRICS=UNIT_NESTING_OFF^
14342 Do not report the maximal program unit nesting level
14343
14344 @item ^--construct-nesting^/SYNTAX_METRICS=CONSTRUCT_NESTING^
14345 Report the maximal construct nesting level
14346
14347 @item ^--no-construct-nesting^/SYNTAX_METRICS=NOCONSTRUCT_NESTING^
14348 Do not report the maximal construct nesting level
14349
14350 @end table
14351
14352 @node Complexity Metrics Control
14353 @subsubsection Complexity Metrics Control
14354 @cindex Complexity metrics control in @command{gnatmetric}
14355
14356 @noindent
14357 For a program unit that is an executable body (a subprogram body (including
14358 generic bodies), task body, entry body or a package body containing
14359 its own statement sequence) @command{gnatmetric} computes the following
14360 complexity metrics:
14361
14362 @itemize @bullet
14363 @item
14364 McCabe cyclomatic complexity;
14365
14366 @item
14367 McCabe essential complexity;
14368
14369 @item
14370 maximal loop nesting level;
14371
14372 @item
14373 extra exit points (for subprograms);
14374 @end itemize
14375
14376 @noindent
14377 The McCabe cyclomatic complexity metric is defined
14378 in @url{http://www.mccabe.com/pdf/mccabe-nist235r.pdf}
14379
14380 According to McCabe, both control statements and short-circuit control forms
14381 should be taken into account when computing cyclomatic complexity. For each
14382 body, we compute three metric values:
14383
14384 @itemize @bullet
14385 @item
14386 the complexity introduced by control
14387 statements only, without taking into account short-circuit forms,
14388
14389 @item
14390 the complexity introduced by short-circuit control forms only, and
14391
14392 @item
14393 the total
14394 cyclomatic complexity, which is the sum of these two values.
14395 @end itemize
14396
14397 @noindent
14398
14399 The origin of cyclomatic complexity metric is the need to estimate the number
14400 of independent paths in the control flow graph that in turn gives the number
14401 of tests needed to satisfy paths coverage testing completeness criterion.
14402 Considered from the testing point of view, a static Ada @code{loop} (that is,
14403 the @code{loop} statement having static subtype in loop parameter
14404 specification) does not add to cyclomatic complexity. By providing
14405 @option{^--no-static-loop^NO_STATIC_LOOP^} option a user
14406 may specify that such loops should not be counted when computing the
14407 cyclomatic complexity metric
14408
14409 The Ada essential complexity metric is a McCabe cyclomatic complexity metric
14410 counted for the code that is reduced by excluding all the pure structural Ada
14411 control statements. An compound statement is considered as a non-structural
14412 if it contains a @code{raise} or @code{return} statement as it subcomponent,
14413 or if it contains a @code{goto} statement that transfers the control outside
14414 the operator. A selective accept statement with @code{terminate} alternative
14415 is considered as non-structural statement. When computing this metric,
14416 @code{exit} statements are treated in the same way as @code{goto}
14417 statements unless @option{^-ne^NO_EXITS_AS_GOTOS^} option is specified.
14418
14419 The Ada essential complexity metric defined here is intended to quantify
14420 the extent to which the software is unstructured. It is adapted from
14421 the McCabe essential complexity metric defined in
14422 http://www.mccabe.com/pdf/nist235r.pdf but is modified to be more
14423 suitable for typical Ada usage. For example, short circuit forms
14424 are not penalized as unstructured in the Ada essential complexity metric.
14425
14426 When computing cyclomatic and essential complexity, @command{gnatmetric} skips
14427 the code in the exception handlers and in all the nested program units.
14428
14429 By default, all the complexity metrics are computed and reported.
14430 For more fine-grained control you can use
14431 the following switches:
14432
14433 @table @option
14434 @cindex @option{^-complexity@var{x}^/COMPLEXITY_METRICS^} (@command{gnatmetric})
14435
14436 @ifclear vms
14437 @cindex @option{--no-complexity@var{x}}
14438 @end ifclear
14439
14440 @item ^--complexity-all^/COMPLEXITY_METRICS=ALL^
14441 Report all the complexity metrics
14442
14443 @item ^--no-complexity-all^/COMPLEXITY_METRICS=NONE^
14444 Do not report any of complexity metrics
14445
14446 @item ^--complexity-cyclomatic^/COMPLEXITY_METRICS=CYCLOMATIC^
14447 Report the McCabe Cyclomatic Complexity
14448
14449 @item ^--no-complexity-cyclomatic^/COMPLEXITY_METRICS=NOCYCLOMATIC^
14450 Do not report the McCabe Cyclomatic Complexity
14451
14452 @item ^--complexity-essential^/COMPLEXITY_METRICS=ESSENTIAL^
14453 Report the Essential Complexity
14454
14455 @item ^--no-complexity-essential^/COMPLEXITY_METRICS=NOESSENTIAL^
14456 Do not report the Essential Complexity
14457
14458 @item ^--loop-nesting^/COMPLEXITY_METRICS=LOOP_NESTING_ON^
14459 Report maximal loop nesting level
14460
14461 @item ^--no-loop-nesting^/COMPLEXITY_METRICS=NOLOOP_NESTING^
14462 Do not report maximal loop nesting level
14463
14464 @item ^--complexity-average^/COMPLEXITY_METRICS=AVERAGE_COMPLEXITY^
14465 Report the average McCabe Cyclomatic Complexity for all the subprogram bodies,
14466 task bodies, entry bodies and statement sequences in package bodies.
14467 The metric is computed and reported for whole set of processed Ada sources
14468 only.
14469
14470 @item ^--no-complexity-average^/COMPLEXITY_METRICS=NOAVERAGE_COMPLEXITY^
14471 Do not report the average McCabe Cyclomatic Complexity for all the subprogram
14472 bodies, task bodies, entry bodies and statement sequences in package bodies
14473
14474 @cindex @option{^-ne^/NO_EXITS_AS_GOTOS^} (@command{gnatmetric})
14475 @item ^-ne^/NO_EXITS_AS_GOTOS^
14476 Do not consider @code{exit} statements as @code{goto}s when
14477 computing Essential Complexity
14478
14479 @cindex @option{^--no-static-loop^/NO_STATIC_LOOP^} (@command{gnatmetric})
14480 @item ^--no-static-loop^/NO_STATIC_LOOP^
14481 Do not consider static loops when computing cyclomatic complexity
14482
14483 @item ^--extra-exit-points^/EXTRA_EXIT_POINTS^
14484 Report the extra exit points for subprogram bodies. As an exit point, this
14485 metric counts @code{return} statements and raise statements in case when the
14486 raised exception is not handled in the same body. In case of a function this
14487 metric subtracts 1 from the number of exit points, because a function body
14488 must contain at least one @code{return} statement.
14489
14490 @item ^--no-extra-exit-points^/NOEXTRA_EXIT_POINTS^
14491 Do not report the extra exit points for subprogram bodies
14492 @end table
14493
14494
14495 @node Object-Oriented Metrics Control
14496 @subsubsection Object-Oriented Metrics Control
14497 @cindex Object-Oriented metrics control in @command{gnatmetric}
14498
14499 @noindent
14500 @cindex Coupling metrics (in in @command{gnatmetric})
14501 Coupling metrics are object-oriented metrics that measure the
14502 dependencies between a given class (or a group of classes) and the
14503 ``external world'' (that is, the other classes in the program). In this
14504 subsection the term ``class'' is used in its
14505 traditional object-oriented programming sense
14506 (an instantiable module that contains data and/or method members).
14507 A @emph{category} (of classes)
14508 is a group of closely related classes that are reused and/or
14509 modified together.
14510
14511 A class @code{K}'s @emph{efferent coupling} is the number of classes
14512 that @code{K} depends upon.
14513 A category's efferent coupling is the number of classes outside the
14514 category that the classes inside the category depend upon.
14515
14516 A class @code{K}'s @emph{afferent coupling} is the number of classes
14517 that depend upon @code{K}.
14518 A category's afferent coupling is the number of classes outside the
14519 category that depend on classes belonging to the category.
14520
14521 Ada's implementation of the object-oriented paradigm does not use the
14522 traditional class notion, so the definition of the coupling
14523 metrics for Ada maps the class and class category notions
14524 onto Ada constructs.
14525
14526 For the coupling metrics, several kinds of modules -- a library package,
14527 a library generic package, and a library generic package instantiation --
14528 that define a tagged type or an interface type are
14529 considered to be a class. A category consists of a library package (or
14530 a library generic package) that defines a tagged or an interface type,
14531 together with all its descendant (generic) packages that define tagged
14532 or interface types. For any package counted as a class,
14533 its body and subunits (if any) are considered
14534 together with its spec when counting the dependencies, and coupling
14535 metrics are reported for spec units only. For dependencies
14536 between classes, the Ada semantic dependencies are considered.
14537 For coupling metrics, only dependencies on units that are considered as
14538 classes, are considered.
14539
14540 When computing coupling metrics, @command{gnatmetric} counts only
14541 dependencies between units that are arguments of the gnatmetric call.
14542 Coupling metrics are program-wide (or project-wide) metrics, so to
14543 get a valid result, you should call @command{gnatmetric} for
14544 the whole set of sources that make up your program. It can be done
14545 by calling @command{gnatmetric} from the GNAT driver with @option{-U}
14546 option (see See @ref{The GNAT Driver and Project Files} for details.
14547
14548 By default, all the coupling metrics are disabled. You can use the following
14549 switches to specify the coupling metrics to be computed and reported:
14550
14551 @table @option
14552
14553 @ifclear vms
14554 @cindex @option{--package@var{x}} (@command{gnatmetric})
14555 @cindex @option{--no-package@var{x}} (@command{gnatmetric})
14556 @cindex @option{--category@var{x}} (@command{gnatmetric})
14557 @cindex @option{--no-category@var{x}} (@command{gnatmetric})
14558 @end ifclear
14559
14560 @ifset vms
14561 @cindex @option{/COUPLING_METRICS} (@command{gnatmetric})
14562 @end ifset
14563
14564 @item ^--coupling-all^/COUPLING_METRICS=ALL^
14565 Report all the coupling metrics
14566
14567 @item ^--no-coupling-all^/COUPLING_METRICS=NONE^
14568 Do not report any of  metrics
14569
14570 @item ^--package-efferent-coupling^/COUPLING_METRICS=PACKAGE_EFFERENT^
14571 Report package efferent coupling
14572
14573 @item ^--no-package-efferent-coupling^/COUPLING_METRICS=NOPACKAGE_EFFERENT^
14574 Do not report package efferent coupling
14575
14576 @item ^--package-afferent-coupling^/COUPLING_METRICS=PACKAGE_AFFERENT^
14577 Report package afferent coupling
14578
14579 @item ^--no-package-afferent-coupling^/COUPLING_METRICS=NOPACKAGE_AFFERENT^
14580 Do not report package afferent coupling
14581
14582 @item ^--category-efferent-coupling^/COUPLING_METRICS=CATEGORY_EFFERENT^
14583 Report category efferent coupling
14584
14585 @item ^--no-category-efferent-coupling^/COUPLING_METRICS=NOCATEGORY_EFFERENT^
14586 Do not report category efferent coupling
14587
14588 @item ^--category-afferent-coupling^/COUPLING_METRICS=CATEGORY_AFFERENT^
14589 Report category afferent coupling
14590
14591 @item ^--no-category-afferent-coupling^/COUPLING_METRICS=NOCATEGORY_AFFERENT^
14592 Do not report category afferent coupling
14593
14594 @end table
14595
14596 @node Other gnatmetric Switches
14597 @subsection Other @code{gnatmetric} Switches
14598
14599 @noindent
14600 Additional @command{gnatmetric} switches are as follows:
14601
14602 @table @option
14603 @item ^-files @var{filename}^/FILES=@var{filename}^
14604 @cindex @option{^-files^/FILES^} (@code{gnatmetric})
14605 Take the argument source files from the specified file. This file should be an
14606 ordinary text file containing file names separated by spaces or
14607 line breaks. You can use this switch more than once in the same call to
14608 @command{gnatmetric}. You also can combine this switch with
14609 an explicit list of files.
14610
14611 @item ^-v^/VERBOSE^
14612 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatmetric})
14613 Verbose mode;
14614 @command{gnatmetric} generates version information and then
14615 a trace of sources being processed.
14616
14617 @item ^-q^/QUIET^
14618 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@code{gnatmetric})
14619 Quiet mode.
14620 @end table
14621
14622 @node Generate project-wide metrics
14623 @subsection Generate project-wide metrics
14624
14625 In order to compute metrics on all units of a given project, you can use
14626 the @command{gnat} driver along with the @option{-P} option:
14627 @smallexample
14628    gnat metric -Pproj
14629 @end smallexample
14630
14631 @noindent
14632 If the project @code{proj} depends upon other projects, you can compute
14633 the metrics on the project closure using the @option{-U} option:
14634 @smallexample
14635    gnat metric -Pproj -U
14636 @end smallexample
14637
14638 @noindent
14639 Finally, if not all the units are relevant to a particular main
14640 program in the project closure, you can generate metrics for the set
14641 of units needed to create a given main program (unit closure) using
14642 the @option{-U} option followed by the name of the main unit:
14643 @smallexample
14644    gnat metric -Pproj -U main
14645 @end smallexample
14646
14647
14648 @c ***********************************
14649 @node File Name Krunching Using gnatkr
14650 @chapter File Name Krunching Using @code{gnatkr}
14651 @findex gnatkr
14652
14653 @noindent
14654 This chapter discusses the method used by the compiler to shorten
14655 the default file names chosen for Ada units so that they do not
14656 exceed the maximum length permitted. It also describes the
14657 @code{gnatkr} utility that can be used to determine the result of
14658 applying this shortening.
14659 @menu
14660 * About gnatkr::
14661 * Using gnatkr::
14662 * Krunching Method::
14663 * Examples of gnatkr Usage::
14664 @end menu
14665
14666 @node About gnatkr
14667 @section About @code{gnatkr}
14668
14669 @noindent
14670 The default file naming rule in GNAT
14671 is that the file name must be derived from
14672 the unit name. The exact default rule is as follows:
14673 @itemize @bullet
14674 @item
14675 Take the unit name and replace all dots by hyphens.
14676 @item
14677 If such a replacement occurs in the
14678 second character position of a name, and the first character is
14679 ^@samp{a}, @samp{g}, @samp{s}, or @samp{i}, ^@samp{A}, @samp{G}, @samp{S}, or @samp{I},^
14680 then replace the dot by the character
14681 ^@samp{~} (tilde)^@samp{$} (dollar sign)^
14682 instead of a minus.
14683 @end itemize
14684 The reason for this exception is to avoid clashes
14685 with the standard names for children of System, Ada, Interfaces,
14686 and GNAT, which use the prefixes
14687 ^@samp{s-}, @samp{a-}, @samp{i-}, and @samp{g-},^@samp{S-}, @samp{A-}, @samp{I-}, and @samp{G-},^
14688 respectively.
14689
14690 The @option{^-gnatk^/FILE_NAME_MAX_LENGTH=^@var{nn}}
14691 switch of the compiler activates a ``krunching''
14692 circuit that limits file names to nn characters (where nn is a decimal
14693 integer). For example, using OpenVMS,
14694 where the maximum file name length is
14695 39, the value of nn is usually set to 39, but if you want to generate
14696 a set of files that would be usable if ported to a system with some
14697 different maximum file length, then a different value can be specified.
14698 The default value of 39 for OpenVMS need not be specified.
14699
14700 The @code{gnatkr} utility can be used to determine the krunched name for
14701 a given file, when krunched to a specified maximum length.
14702
14703 @node Using gnatkr
14704 @section Using @code{gnatkr}
14705
14706 @noindent
14707 The @code{gnatkr} command has the form
14708
14709 @ifclear vms
14710 @smallexample
14711 @c $ gnatkr @var{name} @ovar{length}
14712 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
14713 $ gnatkr @var{name} @r{[}@var{length}@r{]}
14714 @end smallexample
14715 @end ifclear
14716
14717 @ifset vms
14718 @smallexample
14719 $ gnatkr @var{name} /COUNT=nn
14720 @end smallexample
14721 @end ifset
14722
14723 @noindent
14724 @var{name} is the uncrunched file name, derived from the name of the unit
14725 in the standard manner described in the previous section (i.e., in particular
14726 all dots are replaced by hyphens). The file name may or may not have an
14727 extension (defined as a suffix of the form period followed by arbitrary
14728 characters other than period). If an extension is present then it will
14729 be preserved in the output. For example, when krunching @file{hellofile.ads}
14730 to eight characters, the result will be hellofil.ads.
14731
14732 Note: for compatibility with previous versions of @code{gnatkr} dots may
14733 appear in the name instead of hyphens, but the last dot will always be
14734 taken as the start of an extension. So if @code{gnatkr} is given an argument
14735 such as @file{Hello.World.adb} it will be treated exactly as if the first
14736 period had been a hyphen, and for example krunching to eight characters
14737 gives the result @file{hellworl.adb}.
14738
14739 Note that the result is always all lower case (except on OpenVMS where it is
14740 all upper case). Characters of the other case are folded as required.
14741
14742 @var{length} represents the length of the krunched name. The default
14743 when no argument is given is ^8^39^ characters. A length of zero stands for
14744 unlimited, in other words do not chop except for system files where the
14745 implied crunching length is always eight characters.
14746
14747 @noindent
14748 The output is the krunched name. The output has an extension only if the
14749 original argument was a file name with an extension.
14750
14751 @node Krunching Method
14752 @section Krunching Method
14753
14754 @noindent
14755 The initial file name is determined by the name of the unit that the file
14756 contains. The name is formed by taking the full expanded name of the
14757 unit and replacing the separating dots with hyphens and
14758 using ^lowercase^uppercase^
14759 for all letters, except that a hyphen in the second character position is
14760 replaced by a ^tilde^dollar sign^ if the first character is
14761 ^@samp{a}, @samp{i}, @samp{g}, or @samp{s}^@samp{A}, @samp{I}, @samp{G}, or @samp{S}^.
14762 The extension is @code{.ads} for a
14763 spec and @code{.adb} for a body.
14764 Krunching does not affect the extension, but the file name is shortened to
14765 the specified length by following these rules:
14766
14767 @itemize @bullet
14768 @item
14769 The name is divided into segments separated by hyphens, tildes or
14770 underscores and all hyphens, tildes, and underscores are
14771 eliminated. If this leaves the name short enough, we are done.
14772
14773 @item
14774 If the name is too long, the longest segment is located (left-most
14775 if there are two of equal length), and shortened by dropping
14776 its last character. This is repeated until the name is short enough.
14777
14778 As an example, consider the krunching of @*@file{our-strings-wide_fixed.adb}
14779 to fit the name into 8 characters as required by some operating systems.
14780
14781 @smallexample
14782 our-strings-wide_fixed 22
14783 our strings wide fixed 19
14784 our string  wide fixed 18
14785 our strin   wide fixed 17
14786 our stri    wide fixed 16
14787 our stri    wide fixe  15
14788 our str     wide fixe  14
14789 our str     wid  fixe  13
14790 our str     wid  fix   12
14791 ou  str     wid  fix   11
14792 ou  st      wid  fix   10
14793 ou  st      wi   fix   9
14794 ou  st      wi   fi    8
14795 Final file name: oustwifi.adb
14796 @end smallexample
14797
14798 @item
14799 The file names for all predefined units are always krunched to eight
14800 characters. The krunching of these predefined units uses the following
14801 special prefix replacements:
14802
14803 @table @file
14804 @item ada-
14805 replaced by @file{^a^A^-}
14806
14807 @item gnat-
14808 replaced by @file{^g^G^-}
14809
14810 @item interfaces-
14811 replaced by @file{^i^I^-}
14812
14813 @item system-
14814 replaced by @file{^s^S^-}
14815 @end table
14816
14817 These system files have a hyphen in the second character position. That
14818 is why normal user files replace such a character with a
14819 ^tilde^dollar sign^, to
14820 avoid confusion with system file names.
14821
14822 As an example of this special rule, consider
14823 @*@file{ada-strings-wide_fixed.adb}, which gets krunched as follows:
14824
14825 @smallexample
14826 ada-strings-wide_fixed 22
14827 a-  strings wide fixed 18
14828 a-  string  wide fixed 17
14829 a-  strin   wide fixed 16
14830 a-  stri    wide fixed 15
14831 a-  stri    wide fixe  14
14832 a-  str     wide fixe  13
14833 a-  str     wid  fixe  12
14834 a-  str     wid  fix   11
14835 a-  st      wid  fix   10
14836 a-  st      wi   fix   9
14837 a-  st      wi   fi    8
14838 Final file name: a-stwifi.adb
14839 @end smallexample
14840 @end itemize
14841
14842 Of course no file shortening algorithm can guarantee uniqueness over all
14843 possible unit names, and if file name krunching is used then it is your
14844 responsibility to ensure that no name clashes occur. The utility
14845 program @code{gnatkr} is supplied for conveniently determining the
14846 krunched name of a file.
14847
14848 @node Examples of gnatkr Usage
14849 @section Examples of @code{gnatkr} Usage
14850
14851 @smallexample
14852 @iftex
14853 @leftskip=0cm
14854 @end iftex
14855 @ifclear vms
14856 $ gnatkr very_long_unit_name.ads      --> velounna.ads
14857 $ gnatkr grandparent-parent-child.ads --> grparchi.ads
14858 $ gnatkr Grandparent.Parent.Child.ads --> grparchi.ads
14859 $ gnatkr grandparent-parent-child     --> grparchi
14860 @end ifclear
14861 $ gnatkr very_long_unit_name.ads/count=6 --> vlunna.ads
14862 $ gnatkr very_long_unit_name.ads/count=0 --> very_long_unit_name.ads
14863 @end smallexample
14864
14865 @node Preprocessing Using gnatprep
14866 @chapter Preprocessing Using @code{gnatprep}
14867 @findex gnatprep
14868
14869 @noindent
14870 This chapter discusses how to use GNAT's @code{gnatprep} utility for simple
14871 preprocessing.
14872 Although designed for use with GNAT, @code{gnatprep} does not depend on any
14873 special GNAT features.
14874 For further discussion of conditional compilation in general, see
14875 @ref{Conditional Compilation}.
14876
14877 @menu
14878 * Preprocessing Symbols::
14879 * Using gnatprep::
14880 * Switches for gnatprep::
14881 * Form of Definitions File::
14882 * Form of Input Text for gnatprep::
14883 @end menu
14884
14885 @node Preprocessing Symbols
14886 @section Preprocessing Symbols
14887
14888 @noindent
14889 Preprocessing symbols are defined in definition files and referred to in
14890 sources to be preprocessed. A Preprocessing symbol is an identifier, following
14891 normal Ada (case-insensitive) rules for its syntax, with the restriction that
14892 all characters need to be in the ASCII set (no accented letters).
14893
14894 @node Using gnatprep
14895 @section Using @code{gnatprep}
14896
14897 @noindent
14898 To call @code{gnatprep} use
14899
14900 @smallexample
14901 @c $ gnatprep @ovar{switches} @var{infile} @var{outfile} @ovar{deffile}
14902 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
14903 $ gnatprep @r{[}@var{switches}@r{]} @var{infile} @var{outfile} @r{[}@var{deffile}@r{]}
14904 @end smallexample
14905
14906 @noindent
14907 where
14908 @table @var
14909 @item switches
14910 is an optional sequence of switches as described in the next section.
14911
14912 @item infile
14913 is the full name of the input file, which is an Ada source
14914 file containing preprocessor directives.
14915
14916 @item outfile
14917 is the full name of the output file, which is an Ada source
14918 in standard Ada form. When used with GNAT, this file name will
14919 normally have an ads or adb suffix.
14920
14921 @item deffile
14922 is the full name of a text file containing definitions of
14923 preprocessing symbols to be referenced by the preprocessor. This argument is
14924 optional, and can be replaced by the use of the @option{-D} switch.
14925
14926 @end table
14927
14928 @node Switches for gnatprep
14929 @section Switches for @code{gnatprep}
14930
14931 @table @option
14932 @c !sort!
14933
14934 @item ^-b^/BLANK_LINES^
14935 @cindex @option{^-b^/BLANK_LINES^} (@command{gnatprep})
14936 Causes both preprocessor lines and the lines deleted by
14937 preprocessing to be replaced by blank lines in the output source file,
14938 preserving line numbers in the output file.
14939
14940 @item ^-c^/COMMENTS^
14941 @cindex @option{^-c^/COMMENTS^} (@command{gnatprep})
14942 Causes both preprocessor lines and the lines deleted
14943 by preprocessing to be retained in the output source as comments marked
14944 with the special string @code{"--! "}. This option will result in line numbers
14945 being preserved in the output file.
14946
14947 @item ^-C^/REPLACE_IN_COMMENTS^
14948 @cindex @option{^-C^/REPLACE_IN_COMMENTS^} (@command{gnatprep})
14949 Causes comments to be scanned. Normally comments are ignored by gnatprep.
14950 If this option is specified, then comments are scanned and any $symbol
14951 substitutions performed as in program text. This is particularly useful
14952 when structured comments are used (e.g., when writing programs in the
14953 SPARK dialect of Ada). Note that this switch is not available when
14954 doing integrated preprocessing (it would be useless in this context
14955 since comments are ignored by the compiler in any case).
14956
14957 @item ^-Dsymbol=value^/ASSOCIATE="symbol=value"^
14958 @cindex @option{^-D^/ASSOCIATE^} (@command{gnatprep})
14959 Defines a new preprocessing symbol, associated with value. If no value is given
14960 on the command line, then symbol is considered to be @code{True}. This switch
14961 can be used in place of a definition file.
14962
14963 @ifset vms
14964 @item /REMOVE
14965 @cindex @option{/REMOVE} (@command{gnatprep})
14966 This is the default setting which causes lines deleted by preprocessing
14967 to be entirely removed from the output file.
14968 @end ifset
14969
14970 @item ^-r^/REFERENCE^
14971 @cindex @option{^-r^/REFERENCE^} (@command{gnatprep})
14972 Causes a @code{Source_Reference} pragma to be generated that
14973 references the original input file, so that error messages will use
14974 the file name of this original file. The use of this switch implies
14975 that preprocessor lines are not to be removed from the file, so its
14976 use will force @option{^-b^/BLANK_LINES^} mode if
14977 @option{^-c^/COMMENTS^}
14978 has not been specified explicitly.
14979
14980 Note that if the file to be preprocessed contains multiple units, then
14981 it will be necessary to @code{gnatchop} the output file from
14982 @code{gnatprep}. If a @code{Source_Reference} pragma is present
14983 in the preprocessed file, it will be respected by
14984 @code{gnatchop ^-r^/REFERENCE^}
14985 so that the final chopped files will correctly refer to the original
14986 input source file for @code{gnatprep}.
14987
14988 @item ^-s^/SYMBOLS^
14989 @cindex @option{^-s^/SYMBOLS^} (@command{gnatprep})
14990 Causes a sorted list of symbol names and values to be
14991 listed on the standard output file.
14992
14993 @item ^-u^/UNDEFINED^
14994 @cindex @option{^-u^/UNDEFINED^} (@command{gnatprep})
14995 Causes undefined symbols to be treated as having the value FALSE in the context
14996 of a preprocessor test. In the absence of this option, an undefined symbol in
14997 a @code{#if} or @code{#elsif} test will be treated as an error.
14998
14999 @end table
15000
15001 @ifclear vms
15002 @noindent
15003 Note: if neither @option{-b} nor @option{-c} is present,
15004 then preprocessor lines and
15005 deleted lines are completely removed from the output, unless -r is
15006 specified, in which case -b is assumed.
15007 @end ifclear
15008
15009 @node Form of Definitions File
15010 @section Form of Definitions File
15011
15012 @noindent
15013 The definitions file contains lines of the form
15014
15015 @smallexample
15016 symbol := value
15017 @end smallexample
15018
15019 @noindent
15020 where symbol is a preprocessing symbol, and value is one of the following:
15021
15022 @itemize @bullet
15023 @item
15024 Empty, corresponding to a null substitution
15025 @item
15026 A string literal using normal Ada syntax
15027 @item
15028 Any sequence of characters from the set
15029 (letters, digits, period, underline).
15030 @end itemize
15031
15032 @noindent
15033 Comment lines may also appear in the definitions file, starting with
15034 the usual @code{--},
15035 and comments may be added to the definitions lines.
15036
15037 @node Form of Input Text for gnatprep
15038 @section Form of Input Text for @code{gnatprep}
15039
15040 @noindent
15041 The input text may contain preprocessor conditional inclusion lines,
15042 as well as general symbol substitution sequences.
15043
15044 The preprocessor conditional inclusion commands have the form
15045
15046 @smallexample
15047 @group
15048 @cartouche
15049 #if @i{expression} @r{[}then@r{]}
15050    lines
15051 #elsif @i{expression} @r{[}then@r{]}
15052    lines
15053 #elsif @i{expression} @r{[}then@r{]}
15054    lines
15055 @dots{}
15056 #else
15057    lines
15058 #end if;
15059 @end cartouche
15060 @end group
15061 @end smallexample
15062
15063 @noindent
15064 In this example, @i{expression} is defined by the following grammar:
15065 @smallexample
15066 @i{expression} ::=  <symbol>
15067 @i{expression} ::=  <symbol> = "<value>"
15068 @i{expression} ::=  <symbol> = <symbol>
15069 @i{expression} ::=  <symbol> 'Defined
15070 @i{expression} ::=  not @i{expression}
15071 @i{expression} ::=  @i{expression} and @i{expression}
15072 @i{expression} ::=  @i{expression} or @i{expression}
15073 @i{expression} ::=  @i{expression} and then @i{expression}
15074 @i{expression} ::=  @i{expression} or else @i{expression}
15075 @i{expression} ::=  ( @i{expression} )
15076 @end smallexample
15077
15078 The following restriction exists: it is not allowed to have "and" or "or"
15079 following "not" in the same expression without parentheses. For example, this
15080 is not allowed:
15081
15082 @smallexample
15083    not X or Y
15084 @end smallexample
15085
15086 This should be one of the following:
15087
15088 @smallexample
15089    (not X) or Y
15090    not (X or Y)
15091 @end smallexample
15092
15093 @noindent
15094 For the first test (@i{expression} ::= <symbol>) the symbol must have
15095 either the value true or false, that is to say the right-hand of the
15096 symbol definition must be one of the (case-insensitive) literals
15097 @code{True} or @code{False}. If the value is true, then the
15098 corresponding lines are included, and if the value is false, they are
15099 excluded.
15100
15101 The test (@i{expression} ::= <symbol> @code{'Defined}) is true only if
15102 the symbol has been defined in the definition file or by a @option{-D}
15103 switch on the command line. Otherwise, the test is false.
15104
15105 The equality tests are case insensitive, as are all the preprocessor lines.
15106
15107 If the symbol referenced is not defined in the symbol definitions file,
15108 then the effect depends on whether or not switch @option{-u}
15109 is specified. If so, then the symbol is treated as if it had the value
15110 false and the test fails. If this switch is not specified, then
15111 it is an error to reference an undefined symbol. It is also an error to
15112 reference a symbol that is defined with a value other than @code{True}
15113 or @code{False}.
15114
15115 The use of the @code{not} operator inverts the sense of this logical test.
15116 The @code{not} operator cannot be combined with the @code{or} or @code{and}
15117 operators, without parentheses. For example, "if not X or Y then" is not
15118 allowed, but "if (not X) or Y then" and "if not (X or Y) then" are.
15119
15120 The @code{then} keyword is optional as shown
15121
15122 The @code{#} must be the first non-blank character on a line, but
15123 otherwise the format is free form. Spaces or tabs may appear between
15124 the @code{#} and the keyword. The keywords and the symbols are case
15125 insensitive as in normal Ada code. Comments may be used on a
15126 preprocessor line, but other than that, no other tokens may appear on a
15127 preprocessor line. Any number of @code{elsif} clauses can be present,
15128 including none at all. The @code{else} is optional, as in Ada.
15129
15130 The @code{#} marking the start of a preprocessor line must be the first
15131 non-blank character on the line, i.e., it must be preceded only by
15132 spaces or horizontal tabs.
15133
15134 Symbol substitution outside of preprocessor lines is obtained by using
15135 the sequence
15136
15137 @smallexample
15138 $symbol
15139 @end smallexample
15140
15141 @noindent
15142 anywhere within a source line, except in a comment or within a
15143 string literal. The identifier
15144 following the @code{$} must match one of the symbols defined in the symbol
15145 definition file, and the result is to substitute the value of the
15146 symbol in place of @code{$symbol} in the output file.
15147
15148 Note that although the substitution of strings within a string literal
15149 is not possible, it is possible to have a symbol whose defined value is
15150 a string literal. So instead of setting XYZ to @code{hello} and writing:
15151
15152 @smallexample
15153 Header : String := "$XYZ";
15154 @end smallexample
15155
15156 @noindent
15157 you should set XYZ to @code{"hello"} and write:
15158
15159 @smallexample
15160 Header : String := $XYZ;
15161 @end smallexample
15162
15163 @noindent
15164 and then the substitution will occur as desired.
15165
15166 @node The GNAT Library Browser gnatls
15167 @chapter The GNAT Library Browser @code{gnatls}
15168 @findex gnatls
15169 @cindex Library browser
15170
15171 @noindent
15172 @code{gnatls} is a tool that outputs information about compiled
15173 units. It gives the relationship between objects, unit names and source
15174 files. It can also be used to check the source dependencies of a unit
15175 as well as various characteristics.
15176
15177 Note: to invoke @code{gnatls} with a project file, use the @code{gnat}
15178 driver (see @ref{The GNAT Driver and Project Files}).
15179
15180 @menu
15181 * Running gnatls::
15182 * Switches for gnatls::
15183 * Examples of gnatls Usage::
15184 @end menu
15185
15186 @node Running gnatls
15187 @section Running @code{gnatls}
15188
15189 @noindent
15190 The @code{gnatls} command has the form
15191
15192 @smallexample
15193 $ gnatls switches @var{object_or_ali_file}
15194 @end smallexample
15195
15196 @noindent
15197 The main argument is the list of object or @file{ali} files
15198 (@pxref{The Ada Library Information Files})
15199 for which information is requested.
15200
15201 In normal mode, without additional option, @code{gnatls} produces a
15202 four-column listing. Each line represents information for a specific
15203 object. The first column gives the full path of the object, the second
15204 column gives the name of the principal unit in this object, the third
15205 column gives the status of the source and the fourth column gives the
15206 full path of the source representing this unit.
15207 Here is a simple example of use:
15208
15209 @smallexample
15210 $ gnatls *.o
15211 ^./^[]^demo1.o            demo1            DIF demo1.adb
15212 ^./^[]^demo2.o            demo2             OK demo2.adb
15213 ^./^[]^hello.o            h1                OK hello.adb
15214 ^./^[]^instr-child.o      instr.child      MOK instr-child.adb
15215 ^./^[]^instr.o            instr             OK instr.adb
15216 ^./^[]^tef.o              tef              DIF tef.adb
15217 ^./^[]^text_io_example.o  text_io_example   OK text_io_example.adb
15218 ^./^[]^tgef.o             tgef             DIF tgef.adb
15219 @end smallexample
15220
15221 @noindent
15222 The first line can be interpreted as follows: the main unit which is
15223 contained in
15224 object file @file{demo1.o} is demo1, whose main source is in
15225 @file{demo1.adb}. Furthermore, the version of the source used for the
15226 compilation of demo1 has been modified (DIF). Each source file has a status
15227 qualifier which can be:
15228
15229 @table @code
15230 @item OK (unchanged)
15231 The version of the source file used for the compilation of the
15232 specified unit corresponds exactly to the actual source file.
15233
15234 @item MOK (slightly modified)
15235 The version of the source file used for the compilation of the
15236 specified unit differs from the actual source file but not enough to
15237 require recompilation. If you use gnatmake with the qualifier
15238 @option{^-m (minimal recompilation)^/MINIMAL_RECOMPILATION^}, a file marked
15239 MOK will not be recompiled.
15240
15241 @item DIF (modified)
15242 No version of the source found on the path corresponds to the source
15243 used to build this object.
15244
15245 @item ??? (file not found)
15246 No source file was found for this unit.
15247
15248 @item HID (hidden,  unchanged version not first on PATH)
15249 The version of the source that corresponds exactly to the source used
15250 for compilation has been found on the path but it is hidden by another
15251 version of the same source that has been modified.
15252
15253 @end table
15254
15255 @node Switches for gnatls
15256 @section Switches for @code{gnatls}
15257
15258 @noindent
15259 @code{gnatls} recognizes the following switches:
15260
15261 @table @option
15262 @c !sort!
15263 @cindex @option{--version} @command{gnatls}
15264 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
15265
15266 @item --help
15267 @cindex @option{--help} @command{gnatls}
15268 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
15269 all other options.
15270
15271 @item ^-a^/ALL_UNITS^
15272 @cindex @option{^-a^/ALL_UNITS^} (@code{gnatls})
15273 Consider all units, including those of the predefined Ada library.
15274 Especially useful with @option{^-d^/DEPENDENCIES^}.
15275
15276 @item ^-d^/DEPENDENCIES^
15277 @cindex @option{^-d^/DEPENDENCIES^} (@code{gnatls})
15278 List sources from which specified units depend on.
15279
15280 @item ^-h^/OUTPUT=OPTIONS^
15281 @cindex @option{^-h^/OUTPUT=OPTIONS^} (@code{gnatls})
15282 Output the list of options.
15283
15284 @item ^-o^/OUTPUT=OBJECTS^
15285 @cindex @option{^-o^/OUTPUT=OBJECTS^} (@code{gnatls})
15286 Only output information about object files.
15287
15288 @item ^-s^/OUTPUT=SOURCES^
15289 @cindex @option{^-s^/OUTPUT=SOURCES^} (@code{gnatls})
15290 Only output information about source files.
15291
15292 @item ^-u^/OUTPUT=UNITS^
15293 @cindex @option{^-u^/OUTPUT=UNITS^} (@code{gnatls})
15294 Only output information about compilation units.
15295
15296 @item ^-files^/FILES^=@var{file}
15297 @cindex @option{^-files^/FILES^} (@code{gnatls})
15298 Take as arguments the files listed in text file @var{file}.
15299 Text file @var{file} may contain empty lines that are ignored.
15300 Each nonempty line should contain the name of an existing file.
15301 Several such switches may be specified simultaneously.
15302
15303 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
15304 @itemx ^-aI^/SOURCE_SEARCH=^@var{dir}
15305 @itemx ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
15306 @itemx  ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
15307 @itemx -nostdinc
15308 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@code{gnatls})
15309 @cindex @option{^-aI^/SOURCE_SEARCH^} (@code{gnatls})
15310 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatls})
15311 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatls})
15312 Source path manipulation. Same meaning as the equivalent @command{gnatmake}
15313 flags (@pxref{Switches for gnatmake}).
15314
15315 @item --RTS=@var{rts-path}
15316 @cindex @option{--RTS} (@code{gnatls})
15317 Specifies the default location of the runtime library. Same meaning as the
15318 equivalent @command{gnatmake} flag (@pxref{Switches for gnatmake}).
15319
15320 @item ^-v^/OUTPUT=VERBOSE^
15321 @cindex @option{^-v^/OUTPUT=VERBOSE^} (@code{gnatls})
15322 Verbose mode. Output the complete source, object and project paths. Do not use
15323 the default column layout but instead use long format giving as much as
15324 information possible on each requested units, including special
15325 characteristics such as:
15326
15327 @table @code
15328 @item  Preelaborable
15329 The unit is preelaborable in the Ada sense.
15330
15331 @item No_Elab_Code
15332 No elaboration code has been produced by the compiler for this unit.
15333
15334 @item Pure
15335 The unit is pure in the Ada sense.
15336
15337 @item Elaborate_Body
15338 The unit contains a pragma Elaborate_Body.
15339
15340 @item Remote_Types
15341 The unit contains a pragma Remote_Types.
15342
15343 @item Shared_Passive
15344 The unit contains a pragma Shared_Passive.
15345
15346 @item Predefined
15347 This unit is part of the predefined environment and cannot be modified
15348 by the user.
15349
15350 @item Remote_Call_Interface
15351 The unit contains a pragma Remote_Call_Interface.
15352
15353 @end table
15354
15355 @end table
15356
15357 @node Examples of gnatls Usage
15358 @section Example of @code{gnatls} Usage
15359 @ifclear vms
15360
15361 @noindent
15362 Example of using the verbose switch. Note how the source and
15363 object paths are affected by the -I switch.
15364
15365 @smallexample
15366 $ gnatls -v -I.. demo1.o
15367
15368 GNATLS 5.03w (20041123-34)
15369 Copyright 1997-2004 Free Software Foundation, Inc.
15370
15371 Source Search Path:
15372    <Current_Directory>
15373    ../
15374    /home/comar/local/adainclude/
15375
15376 Object Search Path:
15377    <Current_Directory>
15378    ../
15379    /home/comar/local/lib/gcc-lib/x86-linux/3.4.3/adalib/
15380
15381 Project Search Path:
15382    <Current_Directory>
15383    /home/comar/local/lib/gnat/
15384
15385 ./demo1.o
15386    Unit =>
15387      Name   => demo1
15388      Kind   => subprogram body
15389      Flags  => No_Elab_Code
15390      Source => demo1.adb    modified
15391 @end smallexample
15392
15393 @noindent
15394 The following is an example of use of the dependency list.
15395 Note the use of the -s switch
15396 which gives a straight list of source files. This can be useful for
15397 building specialized scripts.
15398
15399 @smallexample
15400 $ gnatls -d demo2.o
15401 ./demo2.o   demo2        OK demo2.adb
15402                          OK gen_list.ads
15403                          OK gen_list.adb
15404                          OK instr.ads
15405                          OK instr-child.ads
15406
15407 $ gnatls -d -s -a demo1.o
15408 demo1.adb
15409 /home/comar/local/adainclude/ada.ads
15410 /home/comar/local/adainclude/a-finali.ads
15411 /home/comar/local/adainclude/a-filico.ads
15412 /home/comar/local/adainclude/a-stream.ads
15413 /home/comar/local/adainclude/a-tags.ads
15414 gen_list.ads
15415 gen_list.adb
15416 /home/comar/local/adainclude/gnat.ads
15417 /home/comar/local/adainclude/g-io.ads
15418 instr.ads
15419 /home/comar/local/adainclude/system.ads
15420 /home/comar/local/adainclude/s-exctab.ads
15421 /home/comar/local/adainclude/s-finimp.ads
15422 /home/comar/local/adainclude/s-finroo.ads
15423 /home/comar/local/adainclude/s-secsta.ads
15424 /home/comar/local/adainclude/s-stalib.ads
15425 /home/comar/local/adainclude/s-stoele.ads
15426 /home/comar/local/adainclude/s-stratt.ads
15427 /home/comar/local/adainclude/s-tasoli.ads
15428 /home/comar/local/adainclude/s-unstyp.ads
15429 /home/comar/local/adainclude/unchconv.ads
15430 @end smallexample
15431 @end ifclear
15432
15433 @ifset vms
15434 @smallexample
15435 GNAT LIST /DEPENDENCIES /OUTPUT=SOURCES /ALL_UNITS DEMO1.ADB
15436
15437 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]ada.ads
15438 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-finali.ads
15439 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-filico.ads
15440 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-stream.ads
15441 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]a-tags.ads
15442 demo1.adb
15443 gen_list.ads
15444 gen_list.adb
15445 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]gnat.ads
15446 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]g-io.ads
15447 instr.ads
15448 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]system.ads
15449 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-exctab.ads
15450 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-finimp.ads
15451 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-finroo.ads
15452 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-secsta.ads
15453 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-stalib.ads
15454 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-stoele.ads
15455 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-stratt.ads
15456 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-tasoli.ads
15457 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]s-unstyp.ads
15458 GNU:[LIB.OPENVMS7_1.2_8_1.ADALIB]unchconv.ads
15459 @end smallexample
15460 @end ifset
15461
15462 @node Cleaning Up Using gnatclean
15463 @chapter Cleaning Up Using @code{gnatclean}
15464 @findex gnatclean
15465 @cindex Cleaning tool
15466
15467 @noindent
15468 @code{gnatclean} is a tool that allows the deletion of files produced by the
15469 compiler, binder and linker, including ALI files, object files, tree files,
15470 expanded source files, library files, interface copy source files, binder
15471 generated files and executable files.
15472
15473 @menu
15474 * Running gnatclean::
15475 * Switches for gnatclean::
15476 @c * Examples of gnatclean Usage::
15477 @end menu
15478
15479 @node Running gnatclean
15480 @section Running @code{gnatclean}
15481
15482 @noindent
15483 The @code{gnatclean} command has the form:
15484
15485 @smallexample
15486 $ gnatclean switches @var{names}
15487 @end smallexample
15488
15489 @noindent
15490 @var{names} is a list of source file names. Suffixes @code{.^ads^ADS^} and
15491 @code{^adb^ADB^} may be omitted. If a project file is specified using switch
15492 @code{^-P^/PROJECT_FILE=^}, then @var{names} may be completely omitted.
15493
15494 @noindent
15495 In normal mode, @code{gnatclean} delete the files produced by the compiler and,
15496 if switch @code{^-c^/COMPILER_FILES_ONLY^} is not specified, by the binder and
15497 the linker. In informative-only mode, specified by switch
15498 @code{^-n^/NODELETE^}, the list of files that would have been deleted in
15499 normal mode is listed, but no file is actually deleted.
15500
15501 @node Switches for gnatclean
15502 @section Switches for @code{gnatclean}
15503
15504 @noindent
15505 @code{gnatclean} recognizes the following switches:
15506
15507 @table @option
15508 @c !sort!
15509 @cindex @option{--version} @command{gnatclean}
15510 Display Copyright and version, then exit disregarding all other options.
15511
15512 @item --help
15513 @cindex @option{--help} @command{gnatclean}
15514 If @option{--version} was not used, display usage, then exit disregarding
15515 all other options.
15516
15517 @item ^--subdirs^/SUBDIRS^=subdir
15518 Actual object directory of each project file is the subdirectory subdir of the
15519 object directory specified or defaulted in the project file.
15520
15521 @item ^--unchecked-shared-lib-imports^/UNCHECKED_SHARED_LIB_IMPORTS^
15522 By default, shared library projects are not allowed to import static library
15523 projects. When this switch is used on the command line, this restriction is
15524 relaxed.
15525
15526 @item ^-c^/COMPILER_FILES_ONLY^
15527 @cindex @option{^-c^/COMPILER_FILES_ONLY^} (@code{gnatclean})
15528 Only attempt to delete the files produced by the compiler, not those produced
15529 by the binder or the linker. The files that are not to be deleted are library
15530 files, interface copy files, binder generated files and executable files.
15531
15532 @item ^-D ^/DIRECTORY_OBJECTS=^@var{dir}
15533 @cindex @option{^-D^/DIRECTORY_OBJECTS^} (@code{gnatclean})
15534 Indicate that ALI and object files should normally be found in directory
15535 @var{dir}.
15536
15537 @item ^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^
15538 @cindex @option{^-F^/FULL_PATH_IN_BRIEF_MESSAGES^} (@code{gnatclean})
15539 When using project files, if some errors or warnings are detected during
15540 parsing and verbose mode is not in effect (no use of switch
15541 ^-v^/VERBOSE^), then error lines start with the full path name of the project
15542 file, rather than its simple file name.
15543
15544 @item ^-h^/HELP^
15545 @cindex @option{^-h^/HELP^} (@code{gnatclean})
15546 Output a message explaining the usage of @code{^gnatclean^gnatclean^}.
15547
15548 @item ^-n^/NODELETE^
15549 @cindex @option{^-n^/NODELETE^} (@code{gnatclean})
15550 Informative-only mode. Do not delete any files. Output the list of the files
15551 that would have been deleted if this switch was not specified.
15552
15553 @item ^-P^/PROJECT_FILE=^@var{project}
15554 @cindex @option{^-P^/PROJECT_FILE^} (@code{gnatclean})
15555 Use project file @var{project}. Only one such switch can be used.
15556 When cleaning a project file, the files produced by the compilation of the
15557 immediate sources or inherited sources of the project files are to be
15558 deleted. This is not depending on the presence or not of executable names
15559 on the command line.
15560
15561 @item ^-q^/QUIET^
15562 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@code{gnatclean})
15563 Quiet output. If there are no errors, do not output anything, except in
15564 verbose mode (switch ^-v^/VERBOSE^) or in informative-only mode
15565 (switch ^-n^/NODELETE^).
15566
15567 @item ^-r^/RECURSIVE^
15568 @cindex @option{^-r^/RECURSIVE^} (@code{gnatclean})
15569 When a project file is specified (using switch ^-P^/PROJECT_FILE=^),
15570 clean all imported and extended project files, recursively. If this switch
15571 is not specified, only the files related to the main project file are to be
15572 deleted. This switch has no effect if no project file is specified.
15573
15574 @item ^-v^/VERBOSE^
15575 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@code{gnatclean})
15576 Verbose mode.
15577
15578 @item ^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE=^@emph{x}
15579 @cindex @option{^-vP^/MESSAGES_PROJECT_FILE^} (@code{gnatclean})
15580 Indicates the verbosity of the parsing of GNAT project files.
15581 @xref{Switches Related to Project Files}.
15582
15583 @item ^-X^/EXTERNAL_REFERENCE=^@var{name=value}
15584 @cindex @option{^-X^/EXTERNAL_REFERENCE^} (@code{gnatclean})
15585 Indicates that external variable @var{name} has the value @var{value}.
15586 The Project Manager will use this value for occurrences of
15587 @code{external(name)} when parsing the project file.
15588 @xref{Switches Related to Project Files}.
15589
15590 @item ^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}
15591 @cindex @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH^} (@code{gnatclean})
15592 When searching for ALI and object files, look in directory
15593 @var{dir}.
15594
15595 @item ^-I^/SEARCH=^@var{dir}
15596 @cindex @option{^-I^/SEARCH^} (@code{gnatclean})
15597 Equivalent to @option{^-aO^/OBJECT_SEARCH=^@var{dir}}.
15598
15599 @item ^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^
15600 @cindex @option{^-I-^/NOCURRENT_DIRECTORY^} (@code{gnatclean})
15601 @cindex Source files, suppressing search
15602 Do not look for ALI or object files in the directory
15603 where @code{gnatclean} was invoked.
15604
15605 @end table
15606
15607 @c @node Examples of gnatclean Usage
15608 @c @section Examples of @code{gnatclean} Usage
15609
15610 @ifclear vms
15611 @node GNAT and Libraries
15612 @chapter GNAT and Libraries
15613 @cindex Library, building, installing, using
15614
15615 @noindent
15616 This chapter describes how to build and use libraries with GNAT, and also shows
15617 how to recompile the GNAT run-time library. You should be familiar with the
15618 Project Manager facility (@pxref{GNAT Project Manager}) before reading this
15619 chapter.
15620
15621 @menu
15622 * Introduction to Libraries in GNAT::
15623 * General Ada Libraries::
15624 * Stand-alone Ada Libraries::
15625 * Rebuilding the GNAT Run-Time Library::
15626 @end menu
15627
15628 @node Introduction to Libraries in GNAT
15629 @section Introduction to Libraries in GNAT
15630
15631 @noindent
15632 A library is, conceptually, a collection of objects which does not have its
15633 own main thread of execution, but rather provides certain services to the
15634 applications that use it. A library can be either statically linked with the
15635 application, in which case its code is directly included in the application,
15636 or, on platforms that support it, be dynamically linked, in which case
15637 its code is shared by all applications making use of this library.
15638
15639 GNAT supports both types of libraries.
15640 In the static case, the compiled code can be provided in different ways. The
15641 simplest approach is to provide directly the set of objects resulting from
15642 compilation of the library source files. Alternatively, you can group the
15643 objects into an archive using whatever commands are provided by the operating
15644 system. For the latter case, the objects are grouped into a shared library.
15645
15646 In the GNAT environment, a library has three types of components:
15647 @itemize @bullet
15648 @item
15649 Source files.
15650 @item
15651 @file{ALI} files.
15652 @xref{The Ada Library Information Files}.
15653 @item
15654 Object files, an archive or a shared library.
15655 @end itemize
15656
15657 @noindent
15658 A GNAT library may expose all its source files, which is useful for
15659 documentation purposes. Alternatively, it may expose only the units needed by
15660 an external user to make use of the library. That is to say, the specs
15661 reflecting the library services along with all the units needed to compile
15662 those specs, which can include generic bodies or any body implementing an
15663 inlined routine. In the case of @emph{stand-alone libraries} those exposed
15664 units are called @emph{interface units} (@pxref{Stand-alone Ada Libraries}).
15665
15666 All compilation units comprising an application, including those in a library,
15667 need to be elaborated in an order partially defined by Ada's semantics. GNAT
15668 computes the elaboration order from the @file{ALI} files and this is why they
15669 constitute a mandatory part of GNAT libraries.
15670 @emph{Stand-alone libraries} are the exception to this rule because a specific
15671 library elaboration routine is produced independently of the application(s)
15672 using the library.
15673
15674 @node General Ada Libraries
15675 @section General Ada Libraries
15676
15677 @menu
15678 * Building a library::
15679 * Installing a library::
15680 * Using a library::
15681 @end menu
15682
15683 @node Building a library
15684 @subsection Building a library
15685
15686 @noindent
15687 The easiest way to build a library is to use the Project Manager,
15688 which supports a special type of project called a @emph{Library Project}
15689 (@pxref{Library Projects}).
15690
15691 A project is considered a library project, when two project-level attributes
15692 are defined in it: @code{Library_Name} and @code{Library_Dir}. In order to
15693 control different aspects of library configuration, additional optional
15694 project-level attributes can be specified:
15695 @table @code
15696 @item Library_Kind
15697 This attribute controls whether the library is to be static or dynamic
15698
15699 @item Library_Version
15700 This attribute specifies the library version; this value is used
15701 during dynamic linking of shared libraries to determine if the currently
15702 installed versions of the binaries are compatible.
15703
15704 @item Library_Options
15705 @item Library_GCC
15706 These attributes specify additional low-level options to be used during
15707 library generation, and redefine the actual application used to generate
15708 library.
15709 @end table
15710
15711 @noindent
15712 The GNAT Project Manager takes full care of the library maintenance task,
15713 including recompilation of the source files for which objects do not exist
15714 or are not up to date, assembly of the library archive, and installation of
15715 the library (i.e., copying associated source, object and @file{ALI} files
15716 to the specified location).
15717
15718 Here is a simple library project file:
15719 @smallexample @c ada
15720 project My_Lib is
15721    for Source_Dirs use ("src1", "src2");
15722    for Object_Dir use "obj";
15723    for Library_Name use "mylib";
15724    for Library_Dir use "lib";
15725    for Library_Kind use "dynamic";
15726 end My_lib;
15727 @end smallexample
15728
15729 @noindent
15730 and the compilation command to build and install the library:
15731
15732 @smallexample @c ada
15733   $ gnatmake -Pmy_lib
15734 @end smallexample
15735
15736 @noindent
15737 It is not entirely trivial to perform manually all the steps required to
15738 produce a library. We recommend that you use the GNAT Project Manager
15739 for this task. In special cases where this is not desired, the necessary
15740 steps are discussed below.
15741
15742 There are various possibilities for compiling the units that make up the
15743 library: for example with a Makefile (@pxref{Using the GNU make Utility}) or
15744 with a conventional script. For simple libraries, it is also possible to create
15745 a dummy main program which depends upon all the packages that comprise the
15746 interface of the library. This dummy main program can then be given to
15747 @command{gnatmake}, which will ensure that all necessary objects are built.
15748
15749 After this task is accomplished, you should follow the standard procedure
15750 of the underlying operating system to produce the static or shared library.
15751
15752 Here is an example of such a dummy program:
15753 @smallexample @c ada
15754 @group
15755 with My_Lib.Service1;
15756 with My_Lib.Service2;
15757 with My_Lib.Service3;
15758 procedure My_Lib_Dummy is
15759 begin
15760    null;
15761 end;
15762 @end group
15763 @end smallexample
15764
15765 @noindent
15766 Here are the generic commands that will build an archive or a shared library.
15767
15768 @smallexample
15769 # compiling the library
15770 $ gnatmake -c my_lib_dummy.adb
15771
15772 # we don't need the dummy object itself
15773 $ rm my_lib_dummy.o my_lib_dummy.ali
15774
15775 # create an archive with the remaining objects
15776 $ ar rc libmy_lib.a *.o
15777 # some systems may require "ranlib" to be run as well
15778
15779 # or create a shared library
15780 $ gcc -shared -o libmy_lib.so *.o
15781 # some systems may require the code to have been compiled with -fPIC
15782
15783 # remove the object files that are now in the library
15784 $ rm *.o
15785
15786 # Make the ALI files read-only so that gnatmake will not try to
15787 # regenerate the objects that are in the library
15788 $ chmod -w *.ali
15789 @end smallexample
15790
15791 @noindent
15792 Please note that the library must have a name of the form @file{lib@var{xxx}.a}
15793 or @file{lib@var{xxx}.so} (or @file{lib@var{xxx}.dll} on Windows) in order to
15794 be accessed by the directive @option{-l@var{xxx}} at link time.
15795
15796 @node Installing a library
15797 @subsection Installing a library
15798 @cindex @code{ADA_PROJECT_PATH}
15799 @cindex @code{GPR_PROJECT_PATH}
15800
15801 @noindent
15802 If you use project files, library installation is part of the library build
15803 process (@pxref{Installing a library with project files}).
15804
15805 When project files are not an option, it is also possible, but not recommended,
15806 to install the library so that the sources needed to use the library are on the
15807 Ada source path and the ALI files & libraries be on the Ada Object path (see
15808 @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}. Alternatively, the system
15809 administrator can place general-purpose libraries in the default compiler
15810 paths, by specifying the libraries' location in the configuration files
15811 @file{ada_source_path} and @file{ada_object_path}. These configuration files
15812 must be located in the GNAT installation tree at the same place as the gcc spec
15813 file. The location of the gcc spec file can be determined as follows:
15814 @smallexample
15815 $ gcc -v
15816 @end smallexample
15817
15818 @noindent
15819 The configuration files mentioned above have a simple format: each line
15820 must contain one unique directory name.
15821 Those names are added to the corresponding path
15822 in their order of appearance in the file. The names can be either absolute
15823 or relative; in the latter case, they are relative to where theses files
15824 are located.
15825
15826 The files @file{ada_source_path} and @file{ada_object_path} might not be
15827 present in a
15828 GNAT installation, in which case, GNAT will look for its run-time library in
15829 the directories @file{adainclude} (for the sources) and @file{adalib} (for the
15830 objects and @file{ALI} files). When the files exist, the compiler does not
15831 look in @file{adainclude} and @file{adalib}, and thus the
15832 @file{ada_source_path} file
15833 must contain the location for the GNAT run-time sources (which can simply
15834 be @file{adainclude}). In the same way, the @file{ada_object_path} file must
15835 contain the location for the GNAT run-time objects (which can simply
15836 be @file{adalib}).
15837
15838 You can also specify a new default path to the run-time library at compilation
15839 time with the switch @option{--RTS=rts-path}. You can thus choose / change
15840 the run-time library you want your program to be compiled with. This switch is
15841 recognized by @command{gcc}, @command{gnatmake}, @command{gnatbind},
15842 @command{gnatls}, @command{gnatfind} and @command{gnatxref}.
15843
15844 It is possible to install a library before or after the standard GNAT
15845 library, by reordering the lines in the configuration files. In general, a
15846 library must be installed before the GNAT library if it redefines
15847 any part of it.
15848
15849 @node Using a library
15850 @subsection Using a library
15851
15852 @noindent Once again, the project facility greatly simplifies the use of
15853 libraries. In this context, using a library is just a matter of adding a
15854 @code{with} clause in the user project. For instance, to make use of the
15855 library @code{My_Lib} shown in examples in earlier sections, you can
15856 write:
15857
15858 @smallexample @c projectfile
15859 with "my_lib";
15860 project My_Proj is
15861   @dots{}
15862 end My_Proj;
15863 @end smallexample
15864
15865 Even if you have a third-party, non-Ada library, you can still use GNAT's
15866 Project Manager facility to provide a wrapper for it. For example, the
15867 following project, when @code{with}ed by your main project, will link with the
15868 third-party library @file{liba.a}:
15869
15870 @smallexample @c projectfile
15871 @group
15872 project Liba is
15873    for Externally_Built use "true";
15874    for Source_Files use ();
15875    for Library_Dir use "lib";
15876    for Library_Name use "a";
15877    for Library_Kind use "static";
15878 end Liba;
15879 @end group
15880 @end smallexample
15881 This is an alternative to the use of @code{pragma Linker_Options}. It is
15882 especially interesting in the context of systems with several interdependent
15883 static libraries where finding a proper linker order is not easy and best be
15884 left to the tools having visibility over project dependence information.
15885
15886 @noindent
15887 In order to use an Ada library manually, you need to make sure that this
15888 library is on both your source and object path
15889 (see @ref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}
15890 and @ref{Search Paths for gnatbind}). Furthermore, when the objects are grouped
15891 in an archive or a shared library, you need to specify the desired
15892 library at link time.
15893
15894 For example, you can use the library @file{mylib} installed in
15895 @file{/dir/my_lib_src} and @file{/dir/my_lib_obj} with the following commands:
15896
15897 @smallexample
15898 $ gnatmake -aI/dir/my_lib_src -aO/dir/my_lib_obj my_appl \
15899   -largs -lmy_lib
15900 @end smallexample
15901
15902 @noindent
15903 This can be expressed more simply:
15904 @smallexample
15905 $ gnatmake my_appl
15906 @end smallexample
15907 @noindent
15908 when the following conditions are met:
15909 @itemize @bullet
15910 @item
15911 @file{/dir/my_lib_src} has been added by the user to the environment
15912 variable @env{ADA_INCLUDE_PATH}, or by the administrator to the file
15913 @file{ada_source_path}
15914 @item
15915 @file{/dir/my_lib_obj} has been added by the user to the environment
15916 variable @env{ADA_OBJECTS_PATH}, or by the administrator to the file
15917 @file{ada_object_path}
15918 @item
15919 a pragma @code{Linker_Options} has been added to one of the sources.
15920 For example:
15921
15922 @smallexample @c ada
15923 pragma Linker_Options ("-lmy_lib");
15924 @end smallexample
15925 @end itemize
15926
15927 @node Stand-alone Ada Libraries
15928 @section Stand-alone Ada Libraries
15929 @cindex Stand-alone library, building, using
15930
15931 @menu
15932 * Introduction to Stand-alone Libraries::
15933 * Building a Stand-alone Library::
15934 * Creating a Stand-alone Library to be used in a non-Ada context::
15935 * Restrictions in Stand-alone Libraries::
15936 @end menu
15937
15938 @node Introduction to Stand-alone Libraries
15939 @subsection Introduction to Stand-alone Libraries
15940
15941 @noindent
15942 A Stand-alone Library (abbreviated ``SAL'') is a library that contains the
15943 necessary code to
15944 elaborate the Ada units that are included in the library. In contrast with
15945 an ordinary library, which consists of all sources, objects and @file{ALI}
15946 files of the
15947 library, a SAL may specify a restricted subset of compilation units
15948 to serve as a library interface. In this case, the fully
15949 self-sufficient set of files will normally consist of an objects
15950 archive, the sources of interface units' specs, and the @file{ALI}
15951 files of interface units.
15952 If an interface spec contains a generic unit or an inlined subprogram,
15953 the body's
15954 source must also be provided; if the units that must be provided in the source
15955 form depend on other units, the source and @file{ALI} files of those must
15956 also be provided.
15957
15958 The main purpose of a SAL is to minimize the recompilation overhead of client
15959 applications when a new version of the library is installed. Specifically,
15960 if the interface sources have not changed, client applications do not need to
15961 be recompiled. If, furthermore, a SAL is provided in the shared form and its
15962 version, controlled by @code{Library_Version} attribute, is not changed,
15963 then the clients do not need to be relinked.
15964
15965 SALs also allow the library providers to minimize the amount of library source
15966 text exposed to the clients.  Such ``information hiding'' might be useful or
15967 necessary for various reasons.
15968
15969 Stand-alone libraries are also well suited to be used in an executable whose
15970 main routine is not written in Ada.
15971
15972 @node Building a Stand-alone Library
15973 @subsection Building a Stand-alone Library
15974
15975 @noindent
15976 GNAT's Project facility provides a simple way of building and installing
15977 stand-alone libraries; see @ref{Stand-alone Library Projects}.
15978 To be a Stand-alone Library Project, in addition to the two attributes
15979 that make a project a Library Project (@code{Library_Name} and
15980 @code{Library_Dir}; see @ref{Library Projects}), the attribute
15981 @code{Library_Interface} must be defined.  For example:
15982
15983 @smallexample @c projectfile
15984 @group
15985    for Library_Dir use "lib_dir";
15986    for Library_Name use "dummy";
15987    for Library_Interface use ("int1", "int1.child");
15988 @end group
15989 @end smallexample
15990
15991 @noindent
15992 Attribute @code{Library_Interface} has a non-empty string list value,
15993 each string in the list designating a unit contained in an immediate source
15994 of the project file.
15995
15996 When a Stand-alone Library is built, first the binder is invoked to build
15997 a package whose name depends on the library name
15998 (@file{^b~dummy.ads/b^B$DUMMY.ADS/B^} in the example above).
15999 This binder-generated package includes initialization and
16000 finalization procedures whose
16001 names depend on the library name (@code{dummyinit} and @code{dummyfinal}
16002 in the example
16003 above). The object corresponding to this package is included in the library.
16004
16005 You must ensure timely (e.g., prior to any use of interfaces in the SAL)
16006 calling of these procedures if a static SAL is built, or if a shared SAL
16007 is built
16008 with the project-level attribute @code{Library_Auto_Init} set to
16009 @code{"false"}.
16010
16011 For a Stand-Alone Library, only the @file{ALI} files of the Interface Units
16012 (those that are listed in attribute @code{Library_Interface}) are copied to
16013 the Library Directory. As a consequence, only the Interface Units may be
16014 imported from Ada units outside of the library. If other units are imported,
16015 the binding phase will fail.
16016
16017 The attribute @code{Library_Src_Dir} may be specified for a
16018 Stand-Alone Library. @code{Library_Src_Dir} is a simple attribute that has a
16019 single string value. Its value must be the path (absolute or relative to the
16020 project directory) of an existing directory. This directory cannot be the
16021 object directory or one of the source directories, but it can be the same as
16022 the library directory. The sources of the Interface
16023 Units of the library that are needed by an Ada client of the library will be
16024 copied to the designated directory, called the Interface Copy directory.
16025 These sources include the specs of the Interface Units, but they may also
16026 include bodies and subunits, when pragmas @code{Inline} or @code{Inline_Always}
16027 are used, or when there is a generic unit in the spec. Before the sources
16028 are copied to the Interface Copy directory, an attempt is made to delete all
16029 files in the Interface Copy directory.
16030
16031 Building stand-alone libraries by hand is somewhat tedious, but for those
16032 occasions when it is necessary here are the steps that you need to perform:
16033 @itemize @bullet
16034 @item
16035 Compile all library sources.
16036
16037 @item
16038 Invoke the binder with the switch @option{-n} (No Ada main program),
16039 with all the @file{ALI} files of the interfaces, and
16040 with the switch @option{-L} to give specific names to the @code{init}
16041 and @code{final} procedures.  For example:
16042 @smallexample
16043   gnatbind -n int1.ali int2.ali -Lsal1
16044 @end smallexample
16045
16046 @item
16047 Compile the binder generated file:
16048 @smallexample
16049   gcc -c b~int2.adb
16050 @end smallexample
16051
16052 @item
16053 Link the dynamic library with all the necessary object files,
16054 indicating to the linker the names of the @code{init} (and possibly
16055 @code{final}) procedures for automatic initialization (and finalization).
16056 The built library should be placed in a directory different from
16057 the object directory.
16058
16059 @item
16060 Copy the @code{ALI} files of the interface to the library directory,
16061 add in this copy an indication that it is an interface to a SAL
16062 (i.e., add a word @option{SL} on the line in the @file{ALI} file that starts
16063 with letter ``P'') and make the modified copy of the @file{ALI} file
16064 read-only.
16065 @end itemize
16066
16067 @noindent
16068 Using SALs is not different from using other libraries
16069 (see @ref{Using a library}).
16070
16071 @node Creating a Stand-alone Library to be used in a non-Ada context
16072 @subsection Creating a Stand-alone Library to be used in a non-Ada context
16073
16074 @noindent
16075 It is easy to adapt the SAL build procedure discussed above for use of a SAL in
16076 a non-Ada context.
16077
16078 The only extra step required is to ensure that library interface subprograms
16079 are compatible with the main program, by means of @code{pragma Export}
16080 or @code{pragma Convention}.
16081
16082 Here is an example of simple library interface for use with C main program:
16083
16084 @smallexample @c ada
16085 package My_Package is
16086
16087    procedure Do_Something;
16088    pragma Export (C, Do_Something, "do_something");
16089
16090    procedure Do_Something_Else;
16091    pragma Export (C, Do_Something_Else, "do_something_else");
16092
16093 end My_Package;
16094 @end smallexample
16095
16096 @noindent
16097 On the foreign language side, you must provide a ``foreign'' view of the
16098 library interface; remember that it should contain elaboration routines in
16099 addition to interface subprograms.
16100
16101 The example below shows the content of @code{mylib_interface.h} (note
16102 that there is no rule for the naming of this file, any name can be used)
16103 @smallexample
16104 /* the library elaboration procedure */
16105 extern void mylibinit (void);
16106
16107 /* the library finalization procedure */
16108 extern void mylibfinal (void);
16109
16110 /* the interface exported by the library */
16111 extern void do_something (void);
16112 extern void do_something_else (void);
16113 @end smallexample
16114
16115 @noindent
16116 Libraries built as explained above can be used from any program, provided
16117 that the elaboration procedures (named @code{mylibinit} in the previous
16118 example) are called before the library services are used. Any number of
16119 libraries can be used simultaneously, as long as the elaboration
16120 procedure of each library is called.
16121
16122 Below is an example of a C program that uses the @code{mylib} library.
16123
16124 @smallexample
16125 #include "mylib_interface.h"
16126
16127 int
16128 main (void)
16129 @{
16130    /* First, elaborate the library before using it */
16131    mylibinit ();
16132
16133    /* Main program, using the library exported entities */
16134    do_something ();
16135    do_something_else ();
16136
16137    /* Library finalization at the end of the program */
16138    mylibfinal ();
16139    return 0;
16140 @}
16141 @end smallexample
16142
16143 @noindent
16144 Note that invoking any library finalization procedure generated by
16145 @code{gnatbind} shuts down the Ada run-time environment.
16146 Consequently, the
16147 finalization of all Ada libraries must be performed at the end of the program.
16148 No call to these libraries or to the Ada run-time library should be made
16149 after the finalization phase.
16150
16151 @node Restrictions in Stand-alone Libraries
16152 @subsection Restrictions in Stand-alone Libraries
16153
16154 @noindent
16155 The pragmas listed below should be used with caution inside libraries,
16156 as they can create incompatibilities with other Ada libraries:
16157 @itemize @bullet
16158 @item pragma @code{Locking_Policy}
16159 @item pragma @code{Queuing_Policy}
16160 @item pragma @code{Task_Dispatching_Policy}
16161 @item pragma @code{Unreserve_All_Interrupts}
16162 @end itemize
16163
16164 @noindent
16165 When using a library that contains such pragmas, the user must make sure
16166 that all libraries use the same pragmas with the same values. Otherwise,
16167 @code{Program_Error} will
16168 be raised during the elaboration of the conflicting
16169 libraries. The usage of these pragmas and its consequences for the user
16170 should therefore be well documented.
16171
16172 Similarly, the traceback in the exception occurrence mechanism should be
16173 enabled or disabled in a consistent manner across all libraries.
16174 Otherwise, Program_Error will be raised during the elaboration of the
16175 conflicting libraries.
16176
16177 If the @code{Version} or @code{Body_Version}
16178 attributes are used inside a library, then you need to
16179 perform a @code{gnatbind} step that specifies all @file{ALI} files in all
16180 libraries, so that version identifiers can be properly computed.
16181 In practice these attributes are rarely used, so this is unlikely
16182 to be a consideration.
16183
16184 @node  Rebuilding the GNAT Run-Time Library
16185 @section Rebuilding the GNAT Run-Time Library
16186 @cindex GNAT Run-Time Library, rebuilding
16187 @cindex Building the GNAT Run-Time Library
16188 @cindex Rebuilding the GNAT Run-Time Library
16189 @cindex Run-Time Library, rebuilding
16190
16191 @noindent
16192 It may be useful to recompile the GNAT library in various contexts, the
16193 most important one being the use of partition-wide configuration pragmas
16194 such as @code{Normalize_Scalars}. A special Makefile called
16195 @code{Makefile.adalib} is provided to that effect and can be found in
16196 the directory containing the GNAT library. The location of this
16197 directory depends on the way the GNAT environment has been installed and can
16198 be determined by means of the command:
16199
16200 @smallexample
16201 $ gnatls -v
16202 @end smallexample
16203
16204 @noindent
16205 The last entry in the object search path usually contains the
16206 gnat library. This Makefile contains its own documentation and in
16207 particular the set of instructions needed to rebuild a new library and
16208 to use it.
16209
16210 @node Using the GNU make Utility
16211 @chapter Using the GNU @code{make} Utility
16212 @findex make
16213
16214 @noindent
16215 This chapter offers some examples of makefiles that solve specific
16216 problems. It does not explain how to write a makefile (@pxref{Top,, GNU
16217 make, make, GNU @code{make}}), nor does it try to replace the
16218 @command{gnatmake} utility (@pxref{The GNAT Make Program gnatmake}).
16219
16220 All the examples in this section are specific to the GNU version of
16221 make. Although @command{make} is a standard utility, and the basic language
16222 is the same, these examples use some advanced features found only in
16223 @code{GNU make}.
16224
16225 @menu
16226 * Using gnatmake in a Makefile::
16227 * Automatically Creating a List of Directories::
16228 * Generating the Command Line Switches::
16229 * Overcoming Command Line Length Limits::
16230 @end menu
16231
16232 @node Using gnatmake in a Makefile
16233 @section Using gnatmake in a Makefile
16234 @findex makefile
16235 @cindex GNU make
16236
16237 @noindent
16238 Complex project organizations can be handled in a very powerful way by
16239 using GNU make combined with gnatmake. For instance, here is a Makefile
16240 which allows you to build each subsystem of a big project into a separate
16241 shared library. Such a makefile allows you to significantly reduce the link
16242 time of very big applications while maintaining full coherence at
16243 each step of the build process.
16244
16245 The list of dependencies are handled automatically by
16246 @command{gnatmake}. The Makefile is simply used to call gnatmake in each of
16247 the appropriate directories.
16248
16249 Note that you should also read the example on how to automatically
16250 create the list of directories
16251 (@pxref{Automatically Creating a List of Directories})
16252 which might help you in case your project has a lot of subdirectories.
16253
16254 @smallexample
16255 @iftex
16256 @leftskip=0cm
16257 @font@heightrm=cmr8
16258 @heightrm
16259 @end iftex
16260 ## This Makefile is intended to be used with the following directory
16261 ## configuration:
16262 ##  - The sources are split into a series of csc (computer software components)
16263 ##    Each of these csc is put in its own directory.
16264 ##    Their name are referenced by the directory names.
16265 ##    They will be compiled into shared library (although this would also work
16266 ##    with static libraries
16267 ##  - The main program (and possibly other packages that do not belong to any
16268 ##    csc is put in the top level directory (where the Makefile is).
16269 ##       toplevel_dir __ first_csc  (sources) __ lib (will contain the library)
16270 ##                    \_ second_csc (sources) __ lib (will contain the library)
16271 ##                    \_ @dots{}
16272 ## Although this Makefile is build for shared library, it is easy to modify
16273 ## to build partial link objects instead (modify the lines with -shared and
16274 ## gnatlink below)
16275 ##
16276 ## With this makefile, you can change any file in the system or add any new
16277 ## file, and everything will be recompiled correctly (only the relevant shared
16278 ## objects will be recompiled, and the main program will be re-linked).
16279
16280 # The list of computer software component for your project. This might be
16281 # generated automatically.
16282 CSC_LIST=aa bb cc
16283
16284 # Name of the main program (no extension)
16285 MAIN=main
16286
16287 # If we need to build objects with -fPIC, uncomment the following line
16288 #NEED_FPIC=-fPIC
16289
16290 # The following variable should give the directory containing libgnat.so
16291 # You can get this directory through 'gnatls -v'. This is usually the last
16292 # directory in the Object_Path.
16293 GLIB=@dots{}
16294
16295 # The directories for the libraries
16296 # (This macro expands the list of CSC to the list of shared libraries, you
16297 # could simply use the expanded form:
16298 # LIB_DIR=aa/lib/libaa.so bb/lib/libbb.so cc/lib/libcc.so
16299 LIB_DIR=$@{foreach dir,$@{CSC_LIST@},$@{dir@}/lib/lib$@{dir@}.so@}
16300
16301 $@{MAIN@}: objects $@{LIB_DIR@}
16302     gnatbind $@{MAIN@} $@{CSC_LIST:%=-aO%/lib@} -shared
16303     gnatlink $@{MAIN@} $@{CSC_LIST:%=-l%@}
16304
16305 objects::
16306     # recompile the sources
16307     gnatmake -c -i $@{MAIN@}.adb $@{NEED_FPIC@} $@{CSC_LIST:%=-I%@}
16308
16309 # Note: In a future version of GNAT, the following commands will be simplified
16310 # by a new tool, gnatmlib
16311 $@{LIB_DIR@}:
16312     mkdir -p $@{dir $@@ @}
16313     cd $@{dir $@@ @} && gcc -shared -o $@{notdir $@@ @} ../*.o -L$@{GLIB@} -lgnat
16314     cd $@{dir $@@ @} && cp -f ../*.ali .
16315
16316 # The dependencies for the modules
16317 # Note that we have to force the expansion of *.o, since in some cases
16318 # make won't be able to do it itself.
16319 aa/lib/libaa.so: $@{wildcard aa/*.o@}
16320 bb/lib/libbb.so: $@{wildcard bb/*.o@}
16321 cc/lib/libcc.so: $@{wildcard cc/*.o@}
16322
16323 # Make sure all of the shared libraries are in the path before starting the
16324 # program
16325 run::
16326     LD_LIBRARY_PATH=`pwd`/aa/lib:`pwd`/bb/lib:`pwd`/cc/lib ./$@{MAIN@}
16327
16328 clean::
16329     $@{RM@} -rf $@{CSC_LIST:%=%/lib@}
16330     $@{RM@} $@{CSC_LIST:%=%/*.ali@}
16331     $@{RM@} $@{CSC_LIST:%=%/*.o@}
16332     $@{RM@} *.o *.ali $@{MAIN@}
16333 @end smallexample
16334
16335 @node Automatically Creating a List of Directories
16336 @section Automatically Creating a List of Directories
16337
16338 @noindent
16339 In most makefiles, you will have to specify a list of directories, and
16340 store it in a variable. For small projects, it is often easier to
16341 specify each of them by hand, since you then have full control over what
16342 is the proper order for these directories, which ones should be
16343 included.
16344
16345 However, in larger projects, which might involve hundreds of
16346 subdirectories, it might be more convenient to generate this list
16347 automatically.
16348
16349 The example below presents two methods. The first one, although less
16350 general, gives you more control over the list. It involves wildcard
16351 characters, that are automatically expanded by @command{make}. Its
16352 shortcoming is that you need to explicitly specify some of the
16353 organization of your project, such as for instance the directory tree
16354 depth, whether some directories are found in a separate tree, @enddots{}
16355
16356 The second method is the most general one. It requires an external
16357 program, called @command{find}, which is standard on all Unix systems. All
16358 the directories found under a given root directory will be added to the
16359 list.
16360
16361 @smallexample
16362 @iftex
16363 @leftskip=0cm
16364 @font@heightrm=cmr8
16365 @heightrm
16366 @end iftex
16367 # The examples below are based on the following directory hierarchy:
16368 # All the directories can contain any number of files
16369 # ROOT_DIRECTORY ->  a  ->  aa  ->  aaa
16370 #                       ->  ab
16371 #                       ->  ac
16372 #                ->  b  ->  ba  ->  baa
16373 #                       ->  bb
16374 #                       ->  bc
16375 # This Makefile creates a variable called DIRS, that can be reused any time
16376 # you need this list (see the other examples in this section)
16377
16378 # The root of your project's directory hierarchy
16379 ROOT_DIRECTORY=.
16380
16381 ####
16382 # First method: specify explicitly the list of directories
16383 # This allows you to specify any subset of all the directories you need.
16384 ####
16385
16386 DIRS := a/aa/ a/ab/ b/ba/
16387
16388 ####
16389 # Second method: use wildcards
16390 # Note that the argument(s) to wildcard below should end with a '/'.
16391 # Since wildcards also return file names, we have to filter them out
16392 # to avoid duplicate directory names.
16393 # We thus use make's @code{dir} and @code{sort} functions.
16394 # It sets DIRs to the following value (note that the directories aaa and baa
16395 # are not given, unless you change the arguments to wildcard).
16396 # DIRS= ./a/a/ ./b/ ./a/aa/ ./a/ab/ ./a/ac/ ./b/ba/ ./b/bb/ ./b/bc/
16397 ####
16398
16399 DIRS := $@{sort $@{dir $@{wildcard $@{ROOT_DIRECTORY@}/*/
16400                     $@{ROOT_DIRECTORY@}/*/*/@}@}@}
16401
16402 ####
16403 # Third method: use an external program
16404 # This command is much faster if run on local disks, avoiding NFS slowdowns.
16405 # This is the most complete command: it sets DIRs to the following value:
16406 # DIRS= ./a ./a/aa ./a/aa/aaa ./a/ab ./a/ac ./b ./b/ba ./b/ba/baa ./b/bb ./b/bc
16407 ####
16408
16409 DIRS := $@{shell find $@{ROOT_DIRECTORY@} -type d -print@}
16410
16411 @end smallexample
16412
16413 @node Generating the Command Line Switches
16414 @section Generating the Command Line Switches
16415
16416 @noindent
16417 Once you have created the list of directories as explained in the
16418 previous section (@pxref{Automatically Creating a List of Directories}),
16419 you can easily generate the command line arguments to pass to gnatmake.
16420
16421 For the sake of completeness, this example assumes that the source path
16422 is not the same as the object path, and that you have two separate lists
16423 of directories.
16424
16425 @smallexample
16426 # see "Automatically creating a list of directories" to create
16427 # these variables
16428 SOURCE_DIRS=
16429 OBJECT_DIRS=
16430
16431 GNATMAKE_SWITCHES := $@{patsubst %,-aI%,$@{SOURCE_DIRS@}@}
16432 GNATMAKE_SWITCHES += $@{patsubst %,-aO%,$@{OBJECT_DIRS@}@}
16433
16434 all:
16435         gnatmake $@{GNATMAKE_SWITCHES@} main_unit
16436 @end smallexample
16437
16438 @node Overcoming Command Line Length Limits
16439 @section Overcoming Command Line Length Limits
16440
16441 @noindent
16442 One problem that might be encountered on big projects is that many
16443 operating systems limit the length of the command line. It is thus hard to give
16444 gnatmake the list of source and object directories.
16445
16446 This example shows how you can set up environment variables, which will
16447 make @command{gnatmake} behave exactly as if the directories had been
16448 specified on the command line, but have a much higher length limit (or
16449 even none on most systems).
16450
16451 It assumes that you have created a list of directories in your Makefile,
16452 using one of the methods presented in
16453 @ref{Automatically Creating a List of Directories}.
16454 For the sake of completeness, we assume that the object
16455 path (where the ALI files are found) is different from the sources patch.
16456
16457 Note a small trick in the Makefile below: for efficiency reasons, we
16458 create two temporary variables (SOURCE_LIST and OBJECT_LIST), that are
16459 expanded immediately by @code{make}. This way we overcome the standard
16460 make behavior which is to expand the variables only when they are
16461 actually used.
16462
16463 On Windows, if you are using the standard Windows command shell, you must
16464 replace colons with semicolons in the assignments to these variables.
16465
16466 @smallexample
16467 @iftex
16468 @leftskip=0cm
16469 @font@heightrm=cmr8
16470 @heightrm
16471 @end iftex
16472 # In this example, we create both ADA_INCLUDE_PATH and ADA_OBJECTS_PATH.
16473 # This is the same thing as putting the -I arguments on the command line.
16474 # (the equivalent of using -aI on the command line would be to define
16475 #  only ADA_INCLUDE_PATH, the equivalent of -aO is ADA_OBJECTS_PATH).
16476 # You can of course have different values for these variables.
16477 #
16478 # Note also that we need to keep the previous values of these variables, since
16479 # they might have been set before running 'make' to specify where the GNAT
16480 # library is installed.
16481
16482 # see "Automatically creating a list of directories" to create these
16483 # variables
16484 SOURCE_DIRS=
16485 OBJECT_DIRS=
16486
16487 empty:=
16488 space:=$@{empty@} $@{empty@}
16489 SOURCE_LIST := $@{subst $@{space@},:,$@{SOURCE_DIRS@}@}
16490 OBJECT_LIST := $@{subst $@{space@},:,$@{OBJECT_DIRS@}@}
16491 ADA_INCLUDE_PATH += $@{SOURCE_LIST@}
16492 ADA_OBJECTS_PATH += $@{OBJECT_LIST@}
16493 export ADA_INCLUDE_PATH
16494 export ADA_OBJECTS_PATH
16495
16496 all:
16497         gnatmake main_unit
16498 @end smallexample
16499 @end ifclear
16500
16501 @node Memory Management Issues
16502 @chapter Memory Management Issues
16503
16504 @noindent
16505 This chapter describes some useful memory pools provided in the GNAT library
16506 and in particular the GNAT Debug Pool facility, which can be used to detect
16507 incorrect uses of access values (including ``dangling references'').
16508 @ifclear vms
16509 It also describes the @command{gnatmem} tool, which can be used to track down
16510 ``memory leaks''.
16511 @end ifclear
16512
16513 @menu
16514 * Some Useful Memory Pools::
16515 * The GNAT Debug Pool Facility::
16516 @ifclear vms
16517 * The gnatmem Tool::
16518 @end ifclear
16519 @end menu
16520
16521 @node Some Useful Memory Pools
16522 @section Some Useful Memory Pools
16523 @findex Memory Pool
16524 @cindex storage, pool
16525
16526 @noindent
16527 The @code{System.Pool_Global} package offers the Unbounded_No_Reclaim_Pool
16528 storage pool. Allocations use the standard system call @code{malloc} while
16529 deallocations use the standard system call @code{free}. No reclamation is
16530 performed when the pool goes out of scope. For performance reasons, the
16531 standard default Ada allocators/deallocators do not use any explicit storage
16532 pools but if they did, they could use this storage pool without any change in
16533 behavior. That is why this storage pool is used  when the user
16534 manages to make the default implicit allocator explicit as in this example:
16535 @smallexample @c ada
16536    type T1 is access Something;
16537     -- no Storage pool is defined for T2
16538    type T2 is access Something_Else;
16539    for T2'Storage_Pool use T1'Storage_Pool;
16540    -- the above is equivalent to
16541    for T2'Storage_Pool use System.Pool_Global.Global_Pool_Object;
16542 @end smallexample
16543
16544 @noindent
16545 The @code{System.Pool_Local} package offers the Unbounded_Reclaim_Pool storage
16546 pool. The allocation strategy is similar to @code{Pool_Local}'s
16547 except that the all
16548 storage allocated with this pool is reclaimed when the pool object goes out of
16549 scope. This pool provides a explicit mechanism similar to the implicit one
16550 provided by several Ada 83 compilers for allocations performed through a local
16551 access type and whose purpose was to reclaim memory when exiting the
16552 scope of a given local access. As an example, the following program does not
16553 leak memory even though it does not perform explicit deallocation:
16554
16555 @smallexample @c ada
16556 with System.Pool_Local;
16557 procedure Pooloc1 is
16558    procedure Internal is
16559       type A is access Integer;
16560       X : System.Pool_Local.Unbounded_Reclaim_Pool;
16561       for A'Storage_Pool use X;
16562       v : A;
16563    begin
16564       for I in  1 .. 50 loop
16565          v := new Integer;
16566       end loop;
16567    end Internal;
16568 begin
16569    for I in  1 .. 100 loop
16570       Internal;
16571    end loop;
16572 end Pooloc1;
16573 @end smallexample
16574
16575 @noindent
16576 The @code{System.Pool_Size} package implements the Stack_Bounded_Pool used when
16577 @code{Storage_Size} is specified for an access type.
16578 The whole storage for the pool is
16579 allocated at once, usually on the stack at the point where the access type is
16580 elaborated. It is automatically reclaimed when exiting the scope where the
16581 access type is defined. This package is not intended to be used directly by the
16582 user and it is implicitly used for each such declaration:
16583
16584 @smallexample @c ada
16585    type T1 is access Something;
16586    for T1'Storage_Size use 10_000;
16587 @end smallexample
16588
16589 @node The GNAT Debug Pool Facility
16590 @section The GNAT Debug Pool Facility
16591 @findex Debug Pool
16592 @cindex storage, pool, memory corruption
16593
16594 @noindent
16595 The use of unchecked deallocation and unchecked conversion can easily
16596 lead to incorrect memory references. The problems generated by such
16597 references are usually difficult to tackle because the symptoms can be
16598 very remote from the origin of the problem. In such cases, it is
16599 very helpful to detect the problem as early as possible. This is the
16600 purpose of the Storage Pool provided by @code{GNAT.Debug_Pools}.
16601
16602 In order to use the GNAT specific debugging pool, the user must
16603 associate a debug pool object with each of the access types that may be
16604 related to suspected memory problems. See Ada Reference Manual 13.11.
16605 @smallexample @c ada
16606 type Ptr is access Some_Type;
16607 Pool : GNAT.Debug_Pools.Debug_Pool;
16608 for Ptr'Storage_Pool use Pool;
16609 @end smallexample
16610
16611 @noindent
16612 @code{GNAT.Debug_Pools} is derived from a GNAT-specific kind of
16613 pool: the @code{Checked_Pool}. Such pools, like standard Ada storage pools,
16614 allow the user to redefine allocation and deallocation strategies. They
16615 also provide a checkpoint for each dereference, through the use of
16616 the primitive operation @code{Dereference} which is implicitly called at
16617 each dereference of an access value.
16618
16619 Once an access type has been associated with a debug pool, operations on
16620 values of the type may raise four distinct exceptions,
16621 which correspond to four potential kinds of memory corruption:
16622 @itemize @bullet
16623 @item
16624 @code{GNAT.Debug_Pools.Accessing_Not_Allocated_Storage}
16625 @item
16626 @code{GNAT.Debug_Pools.Accessing_Deallocated_Storage}
16627 @item
16628 @code{GNAT.Debug_Pools.Freeing_Not_Allocated_Storage}
16629 @item
16630 @code{GNAT.Debug_Pools.Freeing_Deallocated_Storage }
16631 @end itemize
16632
16633 @noindent
16634 For types associated with a Debug_Pool, dynamic allocation is performed using
16635 the standard GNAT allocation routine. References to all allocated chunks of
16636 memory are kept in an internal dictionary. Several deallocation strategies are
16637 provided, whereupon the user can choose to release the memory to the system,
16638 keep it allocated for further invalid access checks, or fill it with an easily
16639 recognizable pattern for debug sessions. The memory pattern is the old IBM
16640 hexadecimal convention: @code{16#DEADBEEF#}.
16641
16642 See the documentation in the file g-debpoo.ads for more information on the
16643 various strategies.
16644
16645 Upon each dereference, a check is made that the access value denotes a
16646 properly allocated memory location. Here is a complete example of use of
16647 @code{Debug_Pools}, that includes typical instances of  memory corruption:
16648 @smallexample @c ada
16649 @iftex
16650 @leftskip=0cm
16651 @end iftex
16652 with Gnat.Io; use Gnat.Io;
16653 with Unchecked_Deallocation;
16654 with Unchecked_Conversion;
16655 with GNAT.Debug_Pools;
16656 with System.Storage_Elements;
16657 with Ada.Exceptions; use Ada.Exceptions;
16658 procedure Debug_Pool_Test is
16659
16660    type T is access Integer;
16661    type U is access all T;
16662
16663    P : GNAT.Debug_Pools.Debug_Pool;
16664    for T'Storage_Pool use P;
16665
16666    procedure Free is new Unchecked_Deallocation (Integer, T);
16667    function UC is new Unchecked_Conversion (U, T);
16668    A, B : aliased T;
16669
16670    procedure Info is new GNAT.Debug_Pools.Print_Info(Put_Line);
16671
16672 begin
16673    Info (P);
16674    A := new Integer;
16675    B := new Integer;
16676    B := A;
16677    Info (P);
16678    Free (A);
16679    begin
16680       Put_Line (Integer'Image(B.all));
16681    exception
16682       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
16683    end;
16684    begin
16685       Free (B);
16686    exception
16687       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
16688    end;
16689    B := UC(A'Access);
16690    begin
16691       Put_Line (Integer'Image(B.all));
16692    exception
16693       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
16694    end;
16695    begin
16696       Free (B);
16697    exception
16698       when E : others => Put_Line ("raised: " & Exception_Name (E));
16699    end;
16700    Info (P);
16701 end Debug_Pool_Test;
16702 @end smallexample
16703
16704 @noindent
16705 The debug pool mechanism provides the following precise diagnostics on the
16706 execution of this erroneous program:
16707 @smallexample
16708 Debug Pool info:
16709   Total allocated bytes :  0
16710   Total deallocated bytes :  0
16711   Current Water Mark:  0
16712   High Water Mark:  0
16713
16714 Debug Pool info:
16715   Total allocated bytes :  8
16716   Total deallocated bytes :  0
16717   Current Water Mark:  8
16718   High Water Mark:  8
16719
16720 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.ACCESSING_DEALLOCATED_STORAGE
16721 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.FREEING_DEALLOCATED_STORAGE
16722 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.ACCESSING_NOT_ALLOCATED_STORAGE
16723 raised: GNAT.DEBUG_POOLS.FREEING_NOT_ALLOCATED_STORAGE
16724 Debug Pool info:
16725   Total allocated bytes :  8
16726   Total deallocated bytes :  4
16727   Current Water Mark:  4
16728   High Water Mark:  8
16729 @end smallexample
16730
16731 @ifclear vms
16732 @node The gnatmem Tool
16733 @section The @command{gnatmem} Tool
16734 @findex gnatmem
16735
16736 @noindent
16737 The @code{gnatmem} utility monitors dynamic allocation and
16738 deallocation activity in a program, and displays information about
16739 incorrect deallocations and possible sources of memory leaks.
16740 It is designed to work in association with a static runtime library
16741 only and in this context provides three types of information:
16742 @itemize @bullet
16743 @item
16744 General information concerning memory management, such as the total
16745 number of allocations and deallocations, the amount of allocated
16746 memory and the high water mark, i.e.@: the largest amount of allocated
16747 memory in the course of program execution.
16748
16749 @item
16750 Backtraces for all incorrect deallocations, that is to say deallocations
16751 which do not correspond to a valid allocation.
16752
16753 @item
16754 Information on each allocation that is potentially the origin of a memory
16755 leak.
16756 @end itemize
16757
16758 @menu
16759 * Running gnatmem::
16760 * Switches for gnatmem::
16761 * Example of gnatmem Usage::
16762 @end menu
16763
16764 @node Running gnatmem
16765 @subsection Running @code{gnatmem}
16766
16767 @noindent
16768 @code{gnatmem} makes use of the output created by the special version of
16769 allocation and deallocation routines that record call information. This
16770 allows to obtain accurate dynamic memory usage history at a minimal cost to
16771 the execution speed. Note however, that @code{gnatmem} is not supported on
16772 all platforms (currently, it is supported on AIX, HP-UX, GNU/Linux,
16773 Solaris and Windows NT/2000/XP (x86).
16774
16775 @noindent
16776 The @code{gnatmem} command has the form
16777
16778 @smallexample
16779 @c    $ gnatmem @ovar{switches} user_program
16780 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
16781       $ gnatmem @r{[}@var{switches}@r{]} @var{user_program}
16782 @end smallexample
16783
16784 @noindent
16785 The program must have been linked with the instrumented version of the
16786 allocation and deallocation routines. This is done by linking with the
16787 @file{libgmem.a} library. For correct symbolic backtrace information,
16788 the user program should be compiled with debugging options
16789 (see @ref{Switches for gcc}). For example to build @file{my_program}:
16790
16791 @smallexample
16792 $ gnatmake -g my_program -largs -lgmem
16793 @end smallexample
16794
16795 @noindent
16796 As library @file{libgmem.a} contains an alternate body for package
16797 @code{System.Memory}, @file{s-memory.adb} should not be compiled and linked
16798 when an executable is linked with library @file{libgmem.a}. It is then not
16799 recommended to use @command{gnatmake} with switch @option{^-a^/ALL_FILES^}.
16800
16801 @noindent
16802 When @file{my_program} is executed, the file @file{gmem.out} is produced.
16803 This file contains information about all allocations and deallocations
16804 performed by the program. It is produced by the instrumented allocations and
16805 deallocations routines and will be used by @code{gnatmem}.
16806
16807 In order to produce symbolic backtrace information for allocations and
16808 deallocations performed by the GNAT run-time library, you need to use a
16809 version of that library that has been compiled with the @option{-g} switch
16810 (see @ref{Rebuilding the GNAT Run-Time Library}).
16811
16812 Gnatmem must be supplied with the @file{gmem.out} file and the executable to
16813 examine. If the location of @file{gmem.out} file was not explicitly supplied by
16814 @option{-i} switch, gnatmem will assume that this file can be found in the
16815 current directory. For example, after you have executed @file{my_program},
16816 @file{gmem.out} can be analyzed by @code{gnatmem} using the command:
16817
16818 @smallexample
16819 $ gnatmem my_program
16820 @end smallexample
16821
16822 @noindent
16823 This will produce the output with the following format:
16824
16825 *************** debut cc
16826 @smallexample
16827 $ gnatmem my_program
16828
16829 Global information
16830 ------------------
16831    Total number of allocations        :  45
16832    Total number of deallocations      :   6
16833    Final Water Mark (non freed mem)   :  11.29 Kilobytes
16834    High Water Mark                    :  11.40 Kilobytes
16835
16836 .
16837 .
16838 .
16839 Allocation Root # 2
16840 -------------------
16841  Number of non freed allocations    :  11
16842  Final Water Mark (non freed mem)   :   1.16 Kilobytes
16843  High Water Mark                    :   1.27 Kilobytes
16844  Backtrace                          :
16845    my_program.adb:23 my_program.alloc
16846 .
16847 .
16848 .
16849 @end smallexample
16850
16851 The first block of output gives general information. In this case, the
16852 Ada construct ``@code{@b{new}}'' was executed 45 times, and only 6 calls to an
16853 Unchecked_Deallocation routine occurred.
16854
16855 @noindent
16856 Subsequent paragraphs display  information on all allocation roots.
16857 An allocation root is a specific point in the execution of the program
16858 that generates some dynamic allocation, such as a ``@code{@b{new}}''
16859 construct. This root is represented by an execution backtrace (or subprogram
16860 call stack). By default the backtrace depth for allocations roots is 1, so
16861 that a root corresponds exactly to a source location. The backtrace can
16862 be made deeper, to make the root more specific.
16863
16864 @node Switches for gnatmem
16865 @subsection Switches for @code{gnatmem}
16866
16867 @noindent
16868 @code{gnatmem} recognizes the following switches:
16869
16870 @table @option
16871
16872 @item -q
16873 @cindex @option{-q} (@code{gnatmem})
16874 Quiet. Gives the minimum output needed to identify the origin of the
16875 memory leaks. Omits statistical information.
16876
16877 @item @var{N}
16878 @cindex @var{N} (@code{gnatmem})
16879 N is an integer literal (usually between 1 and 10) which controls the
16880 depth of the backtraces defining allocation root. The default value for
16881 N is 1. The deeper the backtrace, the more precise the localization of
16882 the root. Note that the total number of roots can depend on this
16883 parameter. This parameter must be specified @emph{before} the name of the
16884 executable to be analyzed, to avoid ambiguity.
16885
16886 @item -b n
16887 @cindex @option{-b} (@code{gnatmem})
16888 This switch has the same effect as just depth parameter.
16889
16890 @item -i @var{file}
16891 @cindex @option{-i} (@code{gnatmem})
16892 Do the @code{gnatmem} processing starting from @file{file}, rather than
16893 @file{gmem.out} in the current directory.
16894
16895 @item -m n
16896 @cindex @option{-m} (@code{gnatmem})
16897 This switch causes @code{gnatmem} to mask the allocation roots that have less
16898 than n leaks. The default value is 1. Specifying the value of 0 will allow to
16899 examine even the roots that didn't result in leaks.
16900
16901 @item -s order
16902 @cindex @option{-s} (@code{gnatmem})
16903 This switch causes @code{gnatmem} to sort the allocation roots according to the
16904 specified order of sort criteria, each identified by a single letter. The
16905 currently supported criteria are @code{n, h, w} standing respectively for
16906 number of unfreed allocations, high watermark, and final watermark
16907 corresponding to a specific root. The default order is @code{nwh}.
16908
16909 @end table
16910
16911 @node Example of gnatmem Usage
16912 @subsection Example of @code{gnatmem} Usage
16913
16914 @noindent
16915 The following example shows the use of @code{gnatmem}
16916 on a simple memory-leaking program.
16917 Suppose that we have the following Ada program:
16918
16919 @smallexample @c ada
16920 @group
16921 @cartouche
16922 with Unchecked_Deallocation;
16923 procedure Test_Gm is
16924
16925    type T is array (1..1000) of Integer;
16926    type Ptr is access T;
16927    procedure Free is new Unchecked_Deallocation (T, Ptr);
16928    A : Ptr;
16929
16930    procedure My_Alloc is
16931    begin
16932       A := new T;
16933    end My_Alloc;
16934
16935    procedure My_DeAlloc is
16936       B : Ptr := A;
16937    begin
16938       Free (B);
16939    end My_DeAlloc;
16940
16941 begin
16942    My_Alloc;
16943    for I in 1 .. 5 loop
16944       for J in I .. 5 loop
16945          My_Alloc;
16946       end loop;
16947       My_Dealloc;
16948    end loop;
16949 end;
16950 @end cartouche
16951 @end group
16952 @end smallexample
16953
16954 @noindent
16955 The program needs to be compiled with debugging option and linked with
16956 @code{gmem} library:
16957
16958 @smallexample
16959 $ gnatmake -g test_gm -largs -lgmem
16960 @end smallexample
16961
16962 @noindent
16963 Then we execute the program as usual:
16964
16965 @smallexample
16966 $ test_gm
16967 @end smallexample
16968
16969 @noindent
16970 Then @code{gnatmem} is invoked simply with
16971 @smallexample
16972 $ gnatmem test_gm
16973 @end smallexample
16974
16975 @noindent
16976 which produces the following output (result may vary on different platforms):
16977
16978 @smallexample
16979 Global information
16980 ------------------
16981    Total number of allocations        :  18
16982    Total number of deallocations      :   5
16983    Final Water Mark (non freed mem)   :  53.00 Kilobytes
16984    High Water Mark                    :  56.90 Kilobytes
16985
16986 Allocation Root # 1
16987 -------------------
16988  Number of non freed allocations    :  11
16989  Final Water Mark (non freed mem)   :  42.97 Kilobytes
16990  High Water Mark                    :  46.88 Kilobytes
16991  Backtrace                          :
16992    test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc
16993
16994 Allocation Root # 2
16995 -------------------
16996  Number of non freed allocations    :   1
16997  Final Water Mark (non freed mem)   :  10.02 Kilobytes
16998  High Water Mark                    :  10.02 Kilobytes
16999  Backtrace                          :
17000    s-secsta.adb:81 system.secondary_stack.ss_init
17001
17002 Allocation Root # 3
17003 -------------------
17004  Number of non freed allocations    :   1
17005  Final Water Mark (non freed mem)   :  12 Bytes
17006  High Water Mark                    :  12 Bytes
17007  Backtrace                          :
17008    s-secsta.adb:181 system.secondary_stack.ss_init
17009 @end smallexample
17010
17011 @noindent
17012 Note that the GNAT run time contains itself a certain number of
17013 allocations that have no  corresponding deallocation,
17014 as shown here for root #2 and root
17015 #3. This is a normal behavior when the number of non-freed allocations
17016 is one, it allocates dynamic data structures that the run time needs for
17017 the complete lifetime of the program. Note also that there is only one
17018 allocation root in the user program with a single line back trace:
17019 test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc, whereas a careful analysis of the
17020 program shows that 'My_Alloc' is called at 2 different points in the
17021 source (line 21 and line 24). If those two allocation roots need to be
17022 distinguished, the backtrace depth parameter can be used:
17023
17024 @smallexample
17025 $ gnatmem 3 test_gm
17026 @end smallexample
17027
17028 @noindent
17029 which will give the following output:
17030
17031 @smallexample
17032 Global information
17033 ------------------
17034    Total number of allocations        :  18
17035    Total number of deallocations      :   5
17036    Final Water Mark (non freed mem)   :  53.00 Kilobytes
17037    High Water Mark                    :  56.90 Kilobytes
17038
17039 Allocation Root # 1
17040 -------------------
17041  Number of non freed allocations    :  10
17042  Final Water Mark (non freed mem)   :  39.06 Kilobytes
17043  High Water Mark                    :  42.97 Kilobytes
17044  Backtrace                          :
17045    test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc
17046    test_gm.adb:24 test_gm
17047    b_test_gm.c:52 main
17048
17049 Allocation Root # 2
17050 -------------------
17051  Number of non freed allocations    :   1
17052  Final Water Mark (non freed mem)   :  10.02 Kilobytes
17053  High Water Mark                    :  10.02 Kilobytes
17054  Backtrace                          :
17055    s-secsta.adb:81  system.secondary_stack.ss_init
17056    s-secsta.adb:283 <system__secondary_stack___elabb>
17057    b_test_gm.c:33   adainit
17058
17059 Allocation Root # 3
17060 -------------------
17061  Number of non freed allocations    :   1
17062  Final Water Mark (non freed mem)   :   3.91 Kilobytes
17063  High Water Mark                    :   3.91 Kilobytes
17064  Backtrace                          :
17065    test_gm.adb:11 test_gm.my_alloc
17066    test_gm.adb:21 test_gm
17067    b_test_gm.c:52 main
17068
17069 Allocation Root # 4
17070 -------------------
17071  Number of non freed allocations    :   1
17072  Final Water Mark (non freed mem)   :  12 Bytes
17073  High Water Mark                    :  12 Bytes
17074  Backtrace                          :
17075    s-secsta.adb:181 system.secondary_stack.ss_init
17076    s-secsta.adb:283 <system__secondary_stack___elabb>
17077    b_test_gm.c:33   adainit
17078 @end smallexample
17079
17080 @noindent
17081 The allocation root #1 of the first example has been split in 2 roots #1
17082 and #3 thanks to the more precise associated backtrace.
17083
17084 @end ifclear
17085
17086 @node Stack Related Facilities
17087 @chapter Stack Related Facilities
17088
17089 @noindent
17090 This chapter describes some useful tools associated with stack
17091 checking and analysis. In
17092 particular, it deals with dynamic and static stack usage measurements.
17093
17094 @menu
17095 * Stack Overflow Checking::
17096 * Static Stack Usage Analysis::
17097 * Dynamic Stack Usage Analysis::
17098 @end menu
17099
17100 @node Stack Overflow Checking
17101 @section Stack Overflow Checking
17102 @cindex Stack Overflow Checking
17103 @cindex -fstack-check
17104
17105 @noindent
17106 For most operating systems, @command{gcc} does not perform stack overflow
17107 checking by default. This means that if the main environment task or
17108 some other task exceeds the available stack space, then unpredictable
17109 behavior will occur. Most native systems offer some level of protection by
17110 adding a guard page at the end of each task stack. This mechanism is usually
17111 not enough for dealing properly with stack overflow situations because
17112 a large local variable could ``jump'' above the guard page.
17113 Furthermore, when the
17114 guard page is hit, there may not be any space left on the stack for executing
17115 the exception propagation code. Enabling stack checking avoids
17116 such situations.
17117
17118 To activate stack checking, compile all units with the gcc option
17119 @option{-fstack-check}. For example:
17120
17121 @smallexample
17122 gcc -c -fstack-check package1.adb
17123 @end smallexample
17124
17125 @noindent
17126 Units compiled with this option will generate extra instructions to check
17127 that any use of the stack (for procedure calls or for declaring local
17128 variables in declare blocks) does not exceed the available stack space.
17129 If the space is exceeded, then a @code{Storage_Error} exception is raised.
17130
17131 For declared tasks, the stack size is controlled by the size
17132 given in an applicable @code{Storage_Size} pragma or by the value specified
17133 at bind time with @option{-d} (@pxref{Switches for gnatbind}) or is set to
17134 the default size as defined in the GNAT runtime otherwise.
17135
17136 For the environment task, the stack size depends on
17137 system defaults and is unknown to the compiler. Stack checking
17138 may still work correctly if a fixed
17139 size stack is allocated, but this cannot be guaranteed.
17140 @ifclear vms
17141 To ensure that a clean exception is signalled for stack
17142 overflow, set the environment variable
17143 @env{GNAT_STACK_LIMIT} to indicate the maximum
17144 stack area that can be used, as in:
17145 @cindex GNAT_STACK_LIMIT
17146
17147 @smallexample
17148 SET GNAT_STACK_LIMIT 1600
17149 @end smallexample
17150
17151 @noindent
17152 The limit is given in kilobytes, so the above declaration would
17153 set the stack limit of the environment task to 1.6 megabytes.
17154 Note that the only purpose of this usage is to limit the amount
17155 of stack used by the environment task. If it is necessary to
17156 increase the amount of stack for the environment task, then this
17157 is an operating systems issue, and must be addressed with the
17158 appropriate operating systems commands.
17159 @end ifclear
17160 @ifset vms
17161 To have a fixed size stack in the environment task, the stack must be put
17162 in the P0 address space and its size specified.  Use these switches to
17163 create a p0 image:
17164
17165 @smallexample
17166 gnatmake my_progs -largs "-Wl,--opt=STACK=4000,/p0image"
17167 @end smallexample
17168
17169 @noindent
17170 The quotes are required to keep case.  The number after @samp{STACK=} is the
17171 size of the environmental task stack in pagelets (512 bytes).  In this example
17172 the stack size is about 2 megabytes.
17173
17174 @noindent
17175 A consequence of the @option{/p0image} qualifier is also to makes RMS buffers
17176 be placed in P0 space.  Refer to @cite{HP OpenVMS Linker Utility Manual} for
17177 more details about the @option{/p0image} qualifier and the @option{stack}
17178 option.
17179 @end ifset
17180
17181 @node Static Stack Usage Analysis
17182 @section Static Stack Usage Analysis
17183 @cindex Static Stack Usage Analysis
17184 @cindex -fstack-usage
17185
17186 @noindent
17187 A unit compiled with @option{-fstack-usage} will generate an extra file
17188 that specifies
17189 the maximum amount of stack used, on a per-function basis.
17190 The file has the same
17191 basename as the target object file with a @file{.su} extension.
17192 Each line of this file is made up of three fields:
17193
17194 @itemize
17195 @item
17196 The name of the function.
17197 @item
17198 A number of bytes.
17199 @item
17200 One or more qualifiers: @code{static}, @code{dynamic}, @code{bounded}.
17201 @end itemize
17202
17203 The second field corresponds to the size of the known part of the function
17204 frame.
17205
17206 The qualifier @code{static} means that the function frame size
17207 is purely static.
17208 It usually means that all local variables have a static size.
17209 In this case, the second field is a reliable measure of the function stack
17210 utilization.
17211
17212 The qualifier @code{dynamic} means that the function frame size is not static.
17213 It happens mainly when some local variables have a dynamic size. When this
17214 qualifier appears alone, the second field is not a reliable measure
17215 of the function stack analysis. When it is qualified with  @code{bounded}, it
17216 means that the second field is a reliable maximum of the function stack
17217 utilization.
17218
17219 A unit compiled with @option{-Wstack-usage} will issue a warning for each
17220 subprogram whose stack usage might be larger than the specified amount of
17221 bytes.  The wording is in keeping with the qualifier documented above.
17222
17223 @node Dynamic Stack Usage Analysis
17224 @section Dynamic Stack Usage Analysis
17225
17226 @noindent
17227 It is possible to measure the maximum amount of stack used by a task, by
17228 adding a switch to @command{gnatbind}, as:
17229
17230 @smallexample
17231 $ gnatbind -u0 file
17232 @end smallexample
17233
17234 @noindent
17235 With this option, at each task termination, its stack usage is  output on
17236 @file{stderr}.
17237 It is not always convenient to output the stack usage when the program
17238 is still running. Hence, it is possible to delay this output until program
17239 termination. for a given number of tasks specified as the argument of the
17240 @option{-u} option. For instance:
17241
17242 @smallexample
17243 $ gnatbind -u100 file
17244 @end smallexample
17245
17246 @noindent
17247 will buffer the stack usage information of the first 100 tasks to terminate and
17248 output this info at program termination. Results are displayed in four
17249 columns:
17250
17251 @noindent
17252 Index | Task Name | Stack Size | Stack Usage [Value +/- Variation]
17253
17254 @noindent
17255 where:
17256
17257 @table @emph
17258 @item Index
17259 is a number associated with each task.
17260
17261 @item Task Name
17262 is the name of the task analyzed.
17263
17264 @item Stack Size
17265 is the maximum size for the stack.
17266
17267 @item Stack Usage
17268 is the measure done by the stack analyzer. In order to prevent overflow, the stack
17269 is not entirely analyzed, and it's not possible to know exactly how
17270 much has actually been used. The report thus contains the theoretical stack usage
17271 (Value) and the possible variation (Variation) around this value.
17272
17273 @end table
17274
17275 @noindent
17276 The environment task stack, e.g., the stack that contains the main unit, is
17277 only processed when the environment variable GNAT_STACK_LIMIT is set.
17278
17279
17280 @c *********************************
17281 @c *            GNATCHECK          *
17282 @c *********************************
17283 @node Verifying Properties Using gnatcheck
17284 @chapter Verifying Properties Using @command{gnatcheck}
17285 @findex gnatcheck
17286 @cindex @command{gnatcheck}
17287
17288 @noindent
17289 The @command{gnatcheck} tool is an ASIS-based utility that checks properties
17290 of Ada source files according to a given set of semantic rules.
17291 @cindex ASIS
17292
17293 In order to check compliance with a given rule, @command{gnatcheck} has to
17294 semantically analyze the Ada sources.
17295 Therefore, checks can only be performed on
17296 legal Ada units. Moreover, when a unit depends semantically upon units located
17297 outside the current directory, the source search path has to be provided when
17298 calling @command{gnatcheck}, either through a specified project file or
17299 through @command{gnatcheck} switches.
17300
17301 A number of rules are predefined in @command{gnatcheck} and are described
17302 later in this chapter.
17303
17304 For full details, refer to @cite{GNATcheck Reference Manual} document.
17305
17306
17307 @c *********************************
17308 @node Creating Sample Bodies Using gnatstub
17309 @chapter Creating Sample Bodies Using @command{gnatstub}
17310 @findex gnatstub
17311
17312 @noindent
17313 @command{gnatstub} creates body stubs, that is, empty but compilable bodies
17314 for library unit declarations.
17315
17316 Note: to invoke @code{gnatstub} with a project file, use the @code{gnat}
17317 driver (see @ref{The GNAT Driver and Project Files}).
17318
17319 To create a body stub, @command{gnatstub} has to compile the library
17320 unit declaration. Therefore, bodies can be created only for legal
17321 library units. Moreover, if a library unit depends semantically upon
17322 units located outside the current directory, you have to provide
17323 the source search path when calling @command{gnatstub}, see the description
17324 of @command{gnatstub} switches below.
17325
17326 By default, all the program unit body stubs generated by @code{gnatstub}
17327 raise the predefined @code{Program_Error} exception, which will catch
17328 accidental calls of generated stubs. This behavior can be changed with
17329 option @option{^--no-exception^/NO_EXCEPTION^} (see below).
17330
17331 @menu
17332 * Running gnatstub::
17333 * Switches for gnatstub::
17334 @end menu
17335
17336 @node Running gnatstub
17337 @section Running @command{gnatstub}
17338
17339 @noindent
17340 @command{gnatstub} has the command-line interface of the form
17341
17342 @smallexample
17343 @c $ gnatstub @ovar{switches} @var{filename} @ovar{directory}
17344 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
17345 $ gnatstub @r{[}@var{switches}@r{]} @var{filename} @r{[}@var{directory}@r{]} @r{[}-cargs @var{gcc_switches}@r{]}
17346 @end smallexample
17347
17348 @noindent
17349 where
17350 @table @var
17351 @item filename
17352 is the name of the source file that contains a library unit declaration
17353 for which a body must be created. The file name may contain the path
17354 information.
17355 The file name does not have to follow the GNAT file name conventions. If the
17356 name
17357 does not follow GNAT file naming conventions, the name of the body file must
17358 be provided
17359 explicitly as the value of the @option{^-o^/BODY=^@var{body-name}} option.
17360 If the file name follows the GNAT file naming
17361 conventions and the name of the body file is not provided,
17362 @command{gnatstub}
17363 creates the name
17364 of the body file from the argument file name by replacing the @file{.ads}
17365 suffix
17366 with the @file{.adb} suffix.
17367
17368 @item directory
17369 indicates the directory in which the body stub is to be placed (the default
17370 is the
17371 current directory)
17372
17373 @item @samp{@var{gcc_switches}} is a list of switches for
17374 @command{gcc}. They will be passed on to all compiler invocations made by
17375 @command{gnatelim} to generate the ASIS trees. Here you can provide
17376 @option{^-I^/INCLUDE_DIRS=^} switches to form the source search path,
17377 use the @option{-gnatec} switch to set the configuration file,
17378 use the @option{-gnat05} switch if sources should be compiled in
17379 Ada 2005 mode etc.
17380
17381 @item switches
17382 is an optional sequence of switches as described in the next section
17383 @end table
17384
17385 @node Switches for gnatstub
17386 @section Switches for @command{gnatstub}
17387
17388 @table @option
17389 @c !sort!
17390
17391 @item ^-f^/FULL^
17392 @cindex @option{^-f^/FULL^} (@command{gnatstub})
17393 If the destination directory already contains a file with the name of the
17394 body file
17395 for the argument spec file, replace it with the generated body stub.
17396
17397 @item ^-hs^/HEADER=SPEC^
17398 @cindex @option{^-hs^/HEADER=SPEC^} (@command{gnatstub})
17399 Put the comment header (i.e., all the comments preceding the
17400 compilation unit) from the source of the library unit declaration
17401 into the body stub.
17402
17403 @item ^-hg^/HEADER=GENERAL^
17404 @cindex @option{^-hg^/HEADER=GENERAL^} (@command{gnatstub})
17405 Put a sample comment header into the body stub.
17406
17407 @item ^--header-file=@var{filename}^/FROM_HEADER_FILE=@var{filename}^
17408 @cindex @option{^--header-file^/FROM_HEADER_FILE=^} (@command{gnatstub})
17409 Use the content of the file as the comment header for a generated body stub.
17410
17411 @ifclear vms
17412 @item -IDIR
17413 @cindex @option{-IDIR} (@command{gnatstub})
17414 @itemx -I-
17415 @cindex @option{-I-} (@command{gnatstub})
17416 @end ifclear
17417 @ifset vms
17418 @item /NOCURRENT_DIRECTORY
17419 @cindex @option{/NOCURRENT_DIRECTORY} (@command{gnatstub})
17420 @end ifset
17421 ^These switches have ^This switch has^ the same meaning as in calls to
17422 @command{gcc}.
17423 ^They define ^It defines ^ the source search path in the call to
17424 @command{gcc} issued
17425 by @command{gnatstub} to compile an argument source file.
17426
17427 @item ^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE=^@var{PATH}
17428 @cindex @option{^-gnatec^/CONFIGURATION_PRAGMAS_FILE^} (@command{gnatstub})
17429 This switch has the same meaning as in calls to @command{gcc}.
17430 It defines the additional configuration file to be passed to the call to
17431 @command{gcc} issued
17432 by @command{gnatstub} to compile an argument source file.
17433
17434 @item ^-gnatyM^/MAX_LINE_LENGTH=^@var{n}
17435 @cindex @option{^-gnatyM^/MAX_LINE_LENGTH^} (@command{gnatstub})
17436 (@var{n} is a non-negative integer). Set the maximum line length in the
17437 body stub to @var{n}; the default is 79. The maximum value that can be
17438 specified is 32767. Note that in the special case of configuration
17439 pragma files, the maximum is always 32767 regardless of whether or
17440 not this switch appears.
17441
17442 @item ^-gnaty^/STYLE_CHECKS=^@var{n}
17443 @cindex @option{^-gnaty^/STYLE_CHECKS=^} (@command{gnatstub})
17444 (@var{n} is a non-negative integer from 1 to 9). Set the indentation level in
17445 the generated body sample to @var{n}.
17446 The default indentation is 3.
17447
17448 @item ^-gnatyo^/ORDERED_SUBPROGRAMS^
17449 @cindex @option{^-gnato^/ORDERED_SUBPROGRAMS^} (@command{gnatstub})
17450 Order local bodies alphabetically. (By default local bodies are ordered
17451 in the same way as the corresponding local specs in the argument spec file.)
17452
17453 @item ^-i^/INDENTATION=^@var{n}
17454 @cindex @option{^-i^/INDENTATION^} (@command{gnatstub})
17455 Same as @option{^-gnaty^/STYLE_CHECKS=^@var{n}}
17456
17457 @item ^-k^/TREE_FILE=SAVE^
17458 @cindex @option{^-k^/TREE_FILE=SAVE^} (@command{gnatstub})
17459 Do not remove the tree file (i.e., the snapshot of the compiler internal
17460 structures used by @command{gnatstub}) after creating the body stub.
17461
17462 @item ^-l^/LINE_LENGTH=^@var{n}
17463 @cindex @option{^-l^/LINE_LENGTH^} (@command{gnatstub})
17464 Same as @option{^-gnatyM^/MAX_LINE_LENGTH=^@var{n}}
17465
17466 @item ^--no-exception^/NO_EXCEPTION^
17467 @cindex @option{^--no-exception^/NO_EXCEPTION^} (@command{gnatstub})
17468 void raising PROGRAM_ERROR in the generated bodies of program unit stubs.
17469 This is not always possible for function stubs.
17470
17471 @item ^--no-local-header^/NO_LOCAL_HEADER^
17472 @cindex @option{^--no-local-header^/NO_LOCAL_HEADER^} (@command{gnatstub})
17473 Do not place local comment header with unit name before body stub for a
17474 unit.
17475
17476 @item ^-o ^/BODY=^@var{body-name}
17477 @cindex @option{^-o^/BODY^} (@command{gnatstub})
17478 Body file name.  This should be set if the argument file name does not
17479 follow
17480 the GNAT file naming
17481 conventions. If this switch is omitted the default name for the body will be
17482 obtained
17483 from the argument file name according to the GNAT file naming conventions.
17484
17485 @item ^-q^/QUIET^
17486 @cindex @option{^-q^/QUIET^} (@command{gnatstub})
17487 Quiet mode: do not generate a confirmation when a body is
17488 successfully created, and do not generate a message when a body is not
17489 required for an
17490 argument unit.
17491
17492 @item ^-r^/TREE_FILE=REUSE^
17493 @cindex @option{^-r^/TREE_FILE=REUSE^} (@command{gnatstub})
17494 Reuse the tree file (if it exists) instead of creating it.  Instead of
17495 creating the tree file for the library unit declaration, @command{gnatstub}
17496 tries to find it in the current directory and use it for creating
17497 a body. If the tree file is not found, no body is created. This option
17498 also implies @option{^-k^/SAVE^}, whether or not
17499 the latter is set explicitly.
17500
17501 @item ^-t^/TREE_FILE=OVERWRITE^
17502 @cindex @option{^-t^/TREE_FILE=OVERWRITE^} (@command{gnatstub})
17503 Overwrite the existing tree file.  If the current directory already
17504 contains the file which, according to the GNAT file naming rules should
17505 be considered as a tree file for the argument source file,
17506 @command{gnatstub}
17507 will refuse to create the tree file needed to create a sample body
17508 unless this option is set.
17509
17510 @item ^-v^/VERBOSE^
17511 @cindex @option{^-v^/VERBOSE^} (@command{gnatstub})
17512 Verbose mode: generate version information.
17513
17514 @end table
17515
17516 @c *********************************
17517 @node Generating Ada Bindings for C and C++ headers
17518 @chapter Generating Ada Bindings for C and C++ headers
17519 @findex binding
17520
17521 @noindent
17522 GNAT now comes with a binding generator for C and C++ headers which is
17523 intended to do 95% of the tedious work of generating Ada specs from C
17524 or C++ header files.
17525
17526 Note that this capability is not intended to generate 100% correct Ada specs,
17527 and will is some cases require manual adjustments, although it can often
17528 be used out of the box in practice.
17529
17530 Some of the known limitations include:
17531
17532 @itemize @bullet
17533 @item only very simple character constant macros are translated into Ada
17534 constants. Function macros (macros with arguments) are partially translated
17535 as comments, to be completed manually if needed.
17536 @item some extensions (e.g. vector types) are not supported
17537 @item pointers to pointers or complex structures are mapped to System.Address
17538 @item identifiers with identical name (except casing) will generate compilation
17539       errors (e.g. @code{shm_get} vs @code{SHM_GET}).
17540 @end itemize
17541
17542 The code generated is using the Ada 2005 syntax, which makes it
17543 easier to interface with other languages than previous versions of Ada.
17544
17545 @menu
17546 * Running the binding generator::
17547 * Generating bindings for C++ headers::
17548 * Switches::
17549 @end menu
17550
17551 @node Running the binding generator
17552 @section Running the binding generator
17553
17554 @noindent
17555 The binding generator is part of the @command{gcc} compiler and can be
17556 invoked via the @option{-fdump-ada-spec} switch, which will generate Ada
17557 spec files for the header files specified on the command line, and all
17558 header files needed by these files transitively. For example:
17559
17560 @smallexample
17561 $ g++ -c -fdump-ada-spec -C /usr/include/time.h
17562 $ gcc -c -gnat05 *.ads
17563 @end smallexample
17564
17565 will generate, under GNU/Linux, the following files: @file{time_h.ads},
17566 @file{bits_time_h.ads}, @file{stddef_h.ads}, @file{bits_types_h.ads} which
17567 correspond to the files @file{/usr/include/time.h},
17568 @file{/usr/include/bits/time.h}, etc@dots{}, and will then compile in Ada 2005
17569 mode these Ada specs.
17570
17571 The @code{-C} switch tells @command{gcc} to extract comments from headers,
17572 and will attempt to generate corresponding Ada comments.
17573
17574 If you want to generate a single Ada file and not the transitive closure, you
17575 can use instead the @option{-fdump-ada-spec-slim} switch.
17576
17577 Note that we recommend when possible to use the @command{g++} driver to
17578 generate bindings, even for most C headers, since this will in general
17579 generate better Ada specs. For generating bindings for C++ headers, it is
17580 mandatory to use the @command{g++} command, or @command{gcc -x c++} which
17581 is equivalent in this case. If @command{g++} cannot work on your C headers
17582 because of incompatibilities between C and C++, then you can fallback to
17583 @command{gcc} instead.
17584
17585 For an example of better bindings generated from the C++ front-end,
17586 the name of the parameters (when available) are actually ignored by the C
17587 front-end. Consider the following C header:
17588
17589 @smallexample
17590 extern void foo (int variable);
17591 @end smallexample
17592
17593 with the C front-end, @code{variable} is ignored, and the above is handled as:
17594
17595 @smallexample
17596 extern void foo (int);
17597 @end smallexample
17598
17599 generating a generic:
17600
17601 @smallexample
17602 procedure foo (param1 : int);
17603 @end smallexample
17604
17605 with the C++ front-end, the name is available, and we generate:
17606
17607 @smallexample
17608 procedure foo (variable : int);
17609 @end smallexample
17610
17611 In some cases, the generated bindings will be more complete or more meaningful
17612 when defining some macros, which you can do via the @option{-D} switch. This
17613 is for example the case with @file{Xlib.h} under GNU/Linux:
17614
17615 @smallexample
17616 g++ -c -fdump-ada-spec -DXLIB_ILLEGAL_ACCESS -C /usr/include/X11/Xlib.h
17617 @end smallexample
17618
17619 The above will generate more complete bindings than a straight call without
17620 the @option{-DXLIB_ILLEGAL_ACCESS} switch.
17621
17622 In other cases, it is not possible to parse a header file in a stand alone
17623 manner, because other include files need to be included first. In this
17624 case, the solution is to create a small header file including the needed
17625 @code{#include} and possible @code{#define} directives. For example, to
17626 generate Ada bindings for @file{readline/readline.h}, you need to first
17627 include @file{stdio.h}, so you can create a file with the following two
17628 lines in e.g. @file{readline1.h}:
17629
17630 @smallexample
17631 #include <stdio.h>
17632 #include <readline/readline.h>
17633 @end smallexample
17634
17635 and then generate Ada bindings from this file:
17636
17637 @smallexample
17638 $ g++ -c -fdump-ada-spec readline1.h
17639 @end smallexample
17640
17641 @node Generating bindings for C++ headers
17642 @section Generating bindings for C++ headers
17643
17644 @noindent
17645 Generating bindings for C++ headers is done using the same options, always
17646 with the @command{g++} compiler.
17647
17648 In this mode, C++ classes will be mapped to Ada tagged types, constructors
17649 will be mapped using the @code{CPP_Constructor} pragma, and when possible,
17650 multiple inheritance of abstract classes will be mapped to Ada interfaces
17651 (@xref{Interfacing to C++,,,gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for additional
17652 information on interfacing to C++).
17653
17654 For example, given the following C++ header file:
17655
17656 @smallexample
17657 @group
17658 @cartouche
17659 class Carnivore @{
17660 public:
17661    virtual int Number_Of_Teeth () = 0;
17662 @};
17663
17664 class Domestic @{
17665 public:
17666    virtual void Set_Owner (char* Name) = 0;
17667 @};
17668
17669 class Animal @{
17670 public:
17671   int Age_Count;
17672   virtual void Set_Age (int New_Age);
17673 @};
17674
17675 class Dog : Animal, Carnivore, Domestic @{
17676  public:
17677   int  Tooth_Count;
17678   char *Owner;
17679
17680   virtual int  Number_Of_Teeth ();
17681   virtual void Set_Owner (char* Name);
17682
17683   Dog();
17684 @};
17685 @end cartouche
17686 @end group
17687 @end smallexample
17688
17689 The corresponding Ada code is generated:
17690
17691 @smallexample @c ada
17692 @group
17693 @cartouche
17694   package Class_Carnivore is
17695     type Carnivore is limited interface;
17696     pragma Import (CPP, Carnivore);
17697
17698     function Number_Of_Teeth (this : access Carnivore) return int is abstract;
17699   end;
17700   use Class_Carnivore;
17701
17702   package Class_Domestic is
17703     type Domestic is limited interface;
17704     pragma Import (CPP, Domestic);
17705
17706     procedure Set_Owner
17707       (this : access Domestic;
17708        Name : Interfaces.C.Strings.chars_ptr) is abstract;
17709   end;
17710   use Class_Domestic;
17711
17712   package Class_Animal is
17713     type Animal is tagged limited record
17714       Age_Count : aliased int;
17715     end record;
17716     pragma Import (CPP, Animal);
17717
17718     procedure Set_Age (this : access Animal; New_Age : int);
17719     pragma Import (CPP, Set_Age, "_ZN6Animal7Set_AgeEi");
17720   end;
17721   use Class_Animal;
17722
17723   package Class_Dog is
17724     type Dog is new Animal and Carnivore and Domestic with record
17725       Tooth_Count : aliased int;
17726       Owner : Interfaces.C.Strings.chars_ptr;
17727     end record;
17728     pragma Import (CPP, Dog);
17729
17730     function Number_Of_Teeth (this : access Dog) return int;
17731     pragma Import (CPP, Number_Of_Teeth, "_ZN3Dog15Number_Of_TeethEv");
17732
17733     procedure Set_Owner
17734       (this : access Dog; Name : Interfaces.C.Strings.chars_ptr);
17735     pragma Import (CPP, Set_Owner, "_ZN3Dog9Set_OwnerEPc");
17736
17737     function New_Dog return Dog;
17738     pragma CPP_Constructor (New_Dog);
17739     pragma Import (CPP, New_Dog, "_ZN3DogC1Ev");
17740   end;
17741   use Class_Dog;
17742 @end cartouche
17743 @end group
17744 @end smallexample
17745
17746 @node Switches
17747 @section Switches
17748
17749 @table @option
17750 @item -fdump-ada-spec
17751 @cindex @option{-fdump-ada-spec} (@command{gcc})
17752 Generate Ada spec files for the given header files transitively (including
17753 all header files that these headers depend upon).
17754
17755 @item -fdump-ada-spec-slim
17756 @cindex @option{-fdump-ada-spec-slim} (@command{gcc})
17757 Generate Ada spec files for the header files specified on the command line
17758 only.
17759
17760 @item -C
17761 @cindex @option{-C} (@command{gcc})
17762 Extract comments from headers and generate Ada comments in the Ada spec files.
17763 @end table
17764
17765 @node Other Utility Programs
17766 @chapter Other Utility Programs
17767
17768 @noindent
17769 This chapter discusses some other utility programs available in the Ada
17770 environment.
17771
17772 @menu
17773 * Using Other Utility Programs with GNAT::
17774 * The External Symbol Naming Scheme of GNAT::
17775 * Converting Ada Files to html with gnathtml::
17776 * Installing gnathtml::
17777 @ifset vms
17778 * LSE::
17779 * Profiling::
17780 @end ifset
17781 @end menu
17782
17783 @node Using Other Utility Programs with GNAT
17784 @section Using Other Utility Programs with GNAT
17785
17786 @noindent
17787 The object files generated by GNAT are in standard system format and in
17788 particular the debugging information uses this format. This means
17789 programs generated by GNAT can be used with existing utilities that
17790 depend on these formats.
17791
17792 @ifclear vms
17793 In general, any utility program that works with C will also often work with
17794 Ada programs generated by GNAT. This includes software utilities such as
17795 gprof (a profiling program), @code{gdb} (the FSF debugger), and utilities such
17796 as Purify.
17797 @end ifclear
17798
17799 @node The External Symbol Naming Scheme of GNAT
17800 @section The External Symbol Naming Scheme of GNAT
17801
17802 @noindent
17803 In order to interpret the output from GNAT, when using tools that are
17804 originally intended for use with other languages, it is useful to
17805 understand the conventions used to generate link names from the Ada
17806 entity names.
17807
17808 All link names are in all lowercase letters. With the exception of library
17809 procedure names, the mechanism used is simply to use the full expanded
17810 Ada name with dots replaced by double underscores. For example, suppose
17811 we have the following package spec:
17812
17813 @smallexample @c ada
17814 @group
17815 @cartouche
17816 package QRS is
17817    MN : Integer;
17818 end QRS;
17819 @end cartouche
17820 @end group
17821 @end smallexample
17822
17823 @noindent
17824 The variable @code{MN} has a full expanded Ada name of @code{QRS.MN}, so
17825 the corresponding link name is @code{qrs__mn}.
17826 @findex Export
17827 Of course if a @code{pragma Export} is used this may be overridden:
17828
17829 @smallexample @c ada
17830 @group
17831 @cartouche
17832 package Exports is
17833    Var1 : Integer;
17834    pragma Export (Var1, C, External_Name => "var1_name");
17835    Var2 : Integer;
17836    pragma Export (Var2, C, Link_Name => "var2_link_name");
17837 end Exports;
17838 @end cartouche
17839 @end group
17840 @end smallexample
17841
17842 @noindent
17843 In this case, the link name for @var{Var1} is whatever link name the
17844 C compiler would assign for the C function @var{var1_name}. This typically
17845 would be either @var{var1_name} or @var{_var1_name}, depending on operating
17846 system conventions, but other possibilities exist. The link name for
17847 @var{Var2} is @var{var2_link_name}, and this is not operating system
17848 dependent.
17849
17850 @findex _main
17851 One exception occurs for library level procedures. A potential ambiguity
17852 arises between the required name @code{_main} for the C main program,
17853 and the name we would otherwise assign to an Ada library level procedure
17854 called @code{Main} (which might well not be the main program).
17855
17856 To avoid this ambiguity, we attach the prefix @code{_ada_} to such
17857 names. So if we have a library level procedure such as
17858
17859 @smallexample @c ada
17860 @group
17861 @cartouche
17862 procedure Hello (S : String);
17863 @end cartouche
17864 @end group
17865 @end smallexample
17866
17867 @noindent
17868 the external name of this procedure will be @var{_ada_hello}.
17869
17870
17871 @node Converting Ada Files to html with gnathtml
17872 @section Converting Ada Files to HTML with @code{gnathtml}
17873
17874 @noindent
17875 This @code{Perl} script allows Ada source files to be browsed using
17876 standard Web browsers. For installation procedure, see the section
17877 @xref{Installing gnathtml}.
17878
17879 Ada reserved keywords are highlighted in a bold font and Ada comments in
17880 a blue font. Unless your program was compiled with the gcc @option{-gnatx}
17881 switch to suppress the generation of cross-referencing information, user
17882 defined variables and types will appear in a different color; you will
17883 be able to click on any identifier and go to its declaration.
17884
17885 The command line is as follow:
17886 @smallexample
17887 @c $ perl gnathtml.pl @ovar{^switches^options^} @var{ada-files}
17888 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
17889 $ perl gnathtml.pl @r{[}@var{^switches^options^}@r{]} @var{ada-files}
17890 @end smallexample
17891
17892 @noindent
17893 You can pass it as many Ada files as you want. @code{gnathtml} will generate
17894 an html file for every ada file, and a global file called @file{index.htm}.
17895 This file is an index of every identifier defined in the files.
17896
17897 The available ^switches^options^ are the following ones:
17898
17899 @table @option
17900 @item -83
17901 @cindex @option{-83} (@code{gnathtml})
17902 Only the Ada 83 subset of keywords will be highlighted.
17903
17904 @item -cc @var{color}
17905 @cindex @option{-cc} (@code{gnathtml})
17906 This option allows you to change the color used for comments. The default
17907 value is green. The color argument can be any name accepted by html.
17908
17909 @item -d
17910 @cindex @option{-d} (@code{gnathtml})
17911 If the Ada files depend on some other files (for instance through
17912 @code{with} clauses, the latter files will also be converted to html.
17913 Only the files in the user project will be converted to html, not the files
17914 in the run-time library itself.
17915
17916 @item -D
17917 @cindex @option{-D} (@code{gnathtml})
17918 This command is the same as @option{-d} above, but @command{gnathtml} will
17919 also look for files in the run-time library, and generate html files for them.
17920
17921 @item -ext @var{extension}
17922 @cindex @option{-ext} (@code{gnathtml})
17923 This option allows you to change the extension of the generated HTML files.
17924 If you do not specify an extension, it will default to @file{htm}.
17925
17926 @item -f
17927 @cindex @option{-f} (@code{gnathtml})
17928 By default, gnathtml will generate html links only for global entities
17929 ('with'ed units, global variables and types,@dots{}).  If you specify
17930 @option{-f} on the command line, then links will be generated for local
17931 entities too.
17932
17933 @item -l @var{number}
17934 @cindex @option{-l} (@code{gnathtml})
17935 If this ^switch^option^ is provided and @var{number} is not 0, then
17936 @code{gnathtml} will number the html files every @var{number} line.
17937
17938 @item -I @var{dir}
17939 @cindex @option{-I} (@code{gnathtml})
17940 Specify a directory to search for library files (@file{.ALI} files) and
17941 source files. You can provide several -I switches on the command line,
17942 and the directories will be parsed in the order of the command line.
17943
17944 @item -o @var{dir}
17945 @cindex @option{-o} (@code{gnathtml})
17946 Specify the output directory for html files. By default, gnathtml will
17947 saved the generated html files in a subdirectory named @file{html/}.
17948
17949 @item -p @var{file}
17950 @cindex @option{-p} (@code{gnathtml})
17951 If you are using Emacs and the most recent Emacs Ada mode, which provides
17952 a full Integrated Development Environment for compiling, checking,
17953 running and debugging applications, you may use @file{.gpr} files
17954 to give the directories where Emacs can find sources and object files.
17955
17956 Using this ^switch^option^, you can tell gnathtml to use these files.
17957 This allows you to get an html version of your application, even if it
17958 is spread over multiple directories.
17959
17960 @item -sc @var{color}
17961 @cindex @option{-sc} (@code{gnathtml})
17962 This ^switch^option^ allows you to change the color used for symbol
17963 definitions.
17964 The default value is red. The color argument can be any name accepted by html.
17965
17966 @item -t @var{file}
17967 @cindex @option{-t} (@code{gnathtml})
17968 This ^switch^option^ provides the name of a file. This file contains a list of
17969 file names to be converted, and the effect is exactly as though they had
17970 appeared explicitly on the command line. This
17971 is the recommended way to work around the command line length limit on some
17972 systems.
17973
17974 @end table
17975
17976 @node Installing gnathtml
17977 @section Installing @code{gnathtml}
17978
17979 @noindent
17980 @code{Perl} needs to be installed on your machine to run this script.
17981 @code{Perl} is freely available for almost every architecture and
17982 Operating System via the Internet.
17983
17984 On Unix systems, you  may want to modify  the  first line of  the script
17985 @code{gnathtml},  to explicitly  tell  the Operating  system  where Perl
17986 is. The syntax of this line is:
17987 @smallexample
17988 #!full_path_name_to_perl
17989 @end smallexample
17990
17991 @noindent
17992 Alternatively, you may run the script using the following command line:
17993
17994 @smallexample
17995 @c $ perl gnathtml.pl @ovar{switches} @var{files}
17996 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
17997 $ perl gnathtml.pl @r{[}@var{switches}@r{]} @var{files}
17998 @end smallexample
17999
18000 @ifset vms
18001 @node LSE
18002 @section LSE
18003 @findex LSE
18004
18005 @noindent
18006 The GNAT distribution provides an Ada 95 template for the HP Language
18007 Sensitive Editor (LSE), a component of DECset. In order to
18008 access it, invoke LSE with the qualifier /ENVIRONMENT=GNU:[LIB]ADA95.ENV.
18009
18010 @node Profiling
18011 @section Profiling
18012 @findex PCA
18013
18014 @noindent
18015 GNAT supports The HP Performance Coverage Analyzer (PCA), a component
18016 of DECset. To use it proceed as outlined under ``HELP PCA'', except for running
18017 the collection phase with the /DEBUG qualifier.
18018
18019 @smallexample
18020 $ GNAT MAKE /DEBUG <PROGRAM_NAME>
18021 $ DEFINE LIB$DEBUG PCA$COLLECTOR
18022 $ RUN/DEBUG <PROGRAM_NAME>
18023 @end smallexample
18024 @noindent
18025 @end ifset
18026
18027 @ifclear vms
18028 @c ******************************
18029 @node Code Coverage and Profiling
18030 @chapter Code Coverage and Profiling
18031 @cindex Code Coverage
18032 @cindex Profiling
18033
18034 @noindent
18035 This chapter describes how to use @code{gcov} - coverage testing tool - and
18036 @code{gprof} - profiler tool - on your Ada programs.
18037
18038 @menu
18039 * Code Coverage of Ada Programs using gcov::
18040 * Profiling an Ada Program using gprof::
18041 @end menu
18042
18043 @node Code Coverage of Ada Programs using gcov
18044 @section Code Coverage of Ada Programs using gcov
18045 @cindex gcov
18046 @cindex -fprofile-arcs
18047 @cindex -ftest-coverage
18048 @cindex -coverage
18049 @cindex Code Coverage
18050
18051 @noindent
18052 @code{gcov} is a test coverage program: it analyzes the execution of a given
18053 program on selected tests, to help you determine the portions of the program
18054 that are still untested.
18055
18056 @code{gcov} is part of the GCC suite, and is described in detail in the GCC
18057 User's Guide. You can refer to this documentation for a more complete
18058 description.
18059
18060 This chapter provides a quick startup guide, and
18061 details some Gnat-specific features.
18062
18063 @menu
18064 * Quick startup guide::
18065 * Gnat specifics::
18066 @end menu
18067
18068 @node Quick startup guide
18069 @subsection Quick startup guide
18070
18071 In order to perform coverage analysis of a program using @code{gcov}, 3
18072 steps are needed:
18073
18074 @itemize @bullet
18075 @item
18076 Code instrumentation during the compilation process
18077 @item
18078 Execution of the instrumented program
18079 @item
18080 Execution of the @code{gcov} tool to generate the result.
18081 @end itemize
18082
18083 The code instrumentation needed by gcov is created at the object level:
18084 The source code is not modified in any way, because the instrumentation code is
18085 inserted by gcc during the compilation process. To compile your code with code
18086 coverage activated, you need to recompile your whole project using the
18087 switches
18088 @code{-fprofile-arcs} and @code{-ftest-coverage}, and link it using
18089 @code{-fprofile-arcs}.
18090
18091 @smallexample
18092 $ gnatmake -P my_project.gpr -f -cargs -fprofile-arcs -ftest-coverage \
18093    -largs -fprofile-arcs
18094 @end smallexample
18095
18096 This compilation process will create @file{.gcno} files together with
18097 the usual object files.
18098
18099 Once the program is compiled with coverage instrumentation, you can
18100 run it as many times as needed - on portions of a test suite for
18101 example. The first execution will produce @file{.gcda} files at the
18102 same location as the @file{.gcno} files.  The following executions
18103 will update those files, so that a cumulative result of the covered
18104 portions of the program is generated.
18105
18106 Finally, you need to call the @code{gcov} tool. The different options of
18107 @code{gcov} are available in the GCC User's Guide, section 'Invoking gcov'.
18108
18109 This will create annotated source files with a @file{.gcov} extension:
18110 @file{my_main.adb} file will be analysed in @file{my_main.adb.gcov}.
18111
18112 @node Gnat specifics
18113 @subsection Gnat specifics
18114
18115 Because Ada semantics, portions of the source code may be shared among
18116 several object files. This is the case for example when generics are
18117 involved, when inlining is active  or when declarations generate  initialisation
18118 calls. In order to take
18119 into account this shared code, you need to call @code{gcov} on all
18120 source files of the tested program at once.
18121
18122 The list of source files might exceed the system's maximum command line
18123 length. In order to bypass this limitation, a new mechanism has been
18124 implemented in @code{gcov}: you can now list all your project's files into a
18125 text file, and provide this file to gcov as a parameter,  preceded by a @@
18126 (e.g. @samp{gcov @@mysrclist.txt}).
18127
18128 Note that on AIX compiling a static library with @code{-fprofile-arcs} is
18129 not supported as there can be unresolved symbols during the final link.
18130
18131 @node Profiling an Ada Program using gprof
18132 @section Profiling an Ada Program using gprof
18133 @cindex gprof
18134 @cindex -pg
18135 @cindex Profiling
18136
18137 @noindent
18138 This section is not meant to be an exhaustive documentation of @code{gprof}.
18139 Full documentation for it can be found in the GNU Profiler User's Guide
18140 documentation that is part of this GNAT distribution.
18141
18142 Profiling a program helps determine the parts of a program that are executed
18143 most often, and are therefore the most time-consuming.
18144
18145 @code{gprof} is the standard GNU profiling tool; it has been enhanced to
18146 better handle Ada programs and multitasking.
18147 It is currently supported on the following platforms
18148 @itemize @bullet
18149 @item
18150 linux x86/x86_64
18151 @item
18152 solaris sparc/sparc64/x86
18153 @item
18154 windows x86
18155 @end itemize
18156
18157 @noindent
18158 In order to profile a program using @code{gprof}, 3 steps are needed:
18159
18160 @itemize @bullet
18161 @item
18162 Code instrumentation, requiring a full recompilation of the project with the
18163 proper switches.
18164 @item
18165 Execution of the program under the analysis conditions, i.e. with the desired
18166 input.
18167 @item
18168 Analysis of the results using the @code{gprof} tool.
18169 @end itemize
18170
18171 @noindent
18172 The following sections detail the different steps, and indicate how
18173 to interpret the results:
18174 @menu
18175 * Compilation for profiling::
18176 * Program execution::
18177 * Running gprof::
18178 * Interpretation of profiling results::
18179 @end menu
18180
18181 @node Compilation for profiling
18182 @subsection Compilation for profiling
18183 @cindex -pg
18184 @cindex Profiling
18185
18186 In order to profile a program the first step is to tell the compiler
18187 to generate the necessary profiling information. The compiler switch to be used
18188 is @code{-pg}, which must be added to other compilation switches. This
18189 switch needs to be specified both during compilation and link stages, and can
18190 be specified once when using gnatmake:
18191
18192 @smallexample
18193 gnatmake -f -pg -P my_project
18194 @end smallexample
18195
18196 @noindent
18197 Note that only the objects that were compiled with the @samp{-pg} switch will
18198 be profiled; if you need to profile your whole project, use the @samp{-f}
18199 gnatmake switch to force full recompilation.
18200
18201 @node Program execution
18202 @subsection Program execution
18203
18204 @noindent
18205 Once the program has been compiled for profiling, you can run it as usual.
18206
18207 The only constraint imposed by profiling is that the program must terminate
18208 normally. An interrupted program (via a Ctrl-C, kill, etc.) will not be
18209 properly analyzed.
18210
18211 Once the program completes execution, a data file called @file{gmon.out} is
18212 generated in the directory where the program was launched from. If this file
18213 already exists, it will be overwritten.
18214
18215 @node Running gprof
18216 @subsection Running gprof
18217
18218 @noindent
18219 The @code{gprof} tool is called as follow:
18220
18221 @smallexample
18222 gprof my_prog gmon.out
18223 @end smallexample
18224
18225 @noindent
18226 or simpler:
18227
18228 @smallexample
18229 gprof my_prog
18230 @end smallexample
18231
18232 @noindent
18233 The complete form of the gprof command line is the following:
18234
18235 @smallexample
18236 gprof [^switches^options^] [executable [data-file]]
18237 @end smallexample
18238
18239 @noindent
18240 @code{gprof} supports numerous ^switch^options^. The order of these
18241 ^switch^options^ does not matter. The full list of options can be found in
18242 the GNU Profiler User's Guide documentation that comes with this documentation.
18243
18244 The following is the subset of those switches that is most relevant:
18245
18246 @table @option
18247
18248 @item --demangle[=@var{style}]
18249 @itemx --no-demangle
18250 @cindex @option{--demangle} (@code{gprof})
18251 These options control whether symbol names should be demangled when
18252 printing output.  The default is to demangle C++ symbols.  The
18253 @code{--no-demangle} option may be used to turn off demangling. Different
18254 compilers have different mangling styles.  The optional demangling style
18255 argument can be used to choose an appropriate demangling style for your
18256 compiler, in particular Ada symbols generated by GNAT can be demangled using
18257 @code{--demangle=gnat}.
18258
18259 @item -e @var{function_name}
18260 @cindex @option{-e} (@code{gprof})
18261 The @samp{-e @var{function}} option tells @code{gprof} not to print
18262 information about the function @var{function_name} (and its
18263 children@dots{}) in the call graph.  The function will still be listed
18264 as a child of any functions that call it, but its index number will be
18265 shown as @samp{[not printed]}.  More than one @samp{-e} option may be
18266 given; only one @var{function_name} may be indicated with each @samp{-e}
18267 option.
18268
18269 @item -E @var{function_name}
18270 @cindex @option{-E} (@code{gprof})
18271 The @code{-E @var{function}} option works like the @code{-e} option, but
18272 execution time spent in the function (and children who were not called from
18273 anywhere else), will not be used to compute the percentages-of-time for
18274 the call graph.  More than one @samp{-E} option may be given; only one
18275 @var{function_name} may be indicated with each @samp{-E} option.
18276
18277 @item -f @var{function_name}
18278 @cindex @option{-f} (@code{gprof})
18279 The @samp{-f @var{function}} option causes @code{gprof} to limit the
18280 call graph to the function @var{function_name} and its children (and
18281 their children@dots{}).  More than one @samp{-f} option may be given;
18282 only one @var{function_name} may be indicated with each @samp{-f}
18283 option.
18284
18285 @item -F @var{function_name}
18286 @cindex @option{-F} (@code{gprof})
18287 The @samp{-F @var{function}} option works like the @code{-f} option, but
18288 only time spent in the function and its children (and their
18289 children@dots{}) will be used to determine total-time and
18290 percentages-of-time for the call graph.  More than one @samp{-F} option
18291 may be given; only one @var{function_name} may be indicated with each
18292 @samp{-F} option.  The @samp{-F} option overrides the @samp{-E} option.
18293
18294 @end table
18295
18296 @node Interpretation of profiling results
18297 @subsection Interpretation of profiling results
18298
18299 @noindent
18300
18301 The results of the profiling analysis are represented by two arrays: the
18302 'flat profile' and the 'call graph'. Full documentation of those outputs
18303 can be found in the GNU Profiler User's Guide.
18304
18305 The flat profile shows the time spent in each function of the program, and how
18306 many time it has been called. This allows you to locate easily the most
18307 time-consuming functions.
18308
18309 The call graph shows, for each subprogram, the subprograms that call it,
18310 and the subprograms that it calls. It also provides an estimate of the time
18311 spent in each of those callers/called subprograms.
18312 @end ifclear
18313
18314 @c ******************************
18315 @node Running and Debugging Ada Programs
18316 @chapter Running and Debugging Ada Programs
18317 @cindex Debugging
18318
18319 @noindent
18320 This chapter discusses how to debug Ada programs.
18321 @ifset vms
18322 It applies to GNAT on the Alpha OpenVMS platform;
18323 for I64 OpenVMS please refer to the @cite{OpenVMS Debugger Manual},
18324 since HP has implemented Ada support in the OpenVMS debugger on I64.
18325 @end ifset
18326
18327 An incorrect Ada program may be handled in three ways by the GNAT compiler:
18328
18329 @enumerate
18330 @item
18331 The illegality may be a violation of the static semantics of Ada. In
18332 that case GNAT diagnoses the constructs in the program that are illegal.
18333 It is then a straightforward matter for the user to modify those parts of
18334 the program.
18335
18336 @item
18337 The illegality may be a violation of the dynamic semantics of Ada. In
18338 that case the program compiles and executes, but may generate incorrect
18339 results, or may terminate abnormally with some exception.
18340
18341 @item
18342 When presented with a program that contains convoluted errors, GNAT
18343 itself may terminate abnormally without providing full diagnostics on
18344 the incorrect user program.
18345 @end enumerate
18346
18347 @menu
18348 * The GNAT Debugger GDB::
18349 * Running GDB::
18350 * Introduction to GDB Commands::
18351 * Using Ada Expressions::
18352 * Calling User-Defined Subprograms::
18353 * Using the Next Command in a Function::
18354 * Ada Exceptions::
18355 * Ada Tasks::
18356 * Debugging Generic Units::
18357 * Remote Debugging using gdbserver::
18358 * GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate::
18359 * Naming Conventions for GNAT Source Files::
18360 * Getting Internal Debugging Information::
18361 * Stack Traceback::
18362 @end menu
18363
18364 @cindex Debugger
18365 @findex gdb
18366
18367 @node The GNAT Debugger GDB
18368 @section The GNAT Debugger GDB
18369
18370 @noindent
18371 @code{GDB} is a general purpose, platform-independent debugger that
18372 can be used to debug mixed-language programs compiled with @command{gcc},
18373 and in particular is capable of debugging Ada programs compiled with
18374 GNAT. The latest versions of @code{GDB} are Ada-aware and can handle
18375 complex Ada data structures.
18376
18377 @xref{Top,, Debugging with GDB, gdb, Debugging with GDB},
18378 @ifset vms
18379 located in the GNU:[DOCS] directory,
18380 @end ifset
18381 for full details on the usage of @code{GDB}, including a section on
18382 its usage on programs. This manual should be consulted for full
18383 details. The section that follows is a brief introduction to the
18384 philosophy and use of @code{GDB}.
18385
18386 When GNAT programs are compiled, the compiler optionally writes debugging
18387 information into the generated object file, including information on
18388 line numbers, and on declared types and variables. This information is
18389 separate from the generated code. It makes the object files considerably
18390 larger, but it does not add to the size of the actual executable that
18391 will be loaded into memory, and has no impact on run-time performance. The
18392 generation of debug information is triggered by the use of the
18393 ^-g^/DEBUG^ switch in the @command{gcc} or @command{gnatmake} command
18394 used to carry out the compilations. It is important to emphasize that
18395 the use of these options does not change the generated code.
18396
18397 The debugging information is written in standard system formats that
18398 are used by many tools, including debuggers and profilers. The format
18399 of the information is typically designed to describe C types and
18400 semantics, but GNAT implements a translation scheme which allows full
18401 details about Ada types and variables to be encoded into these
18402 standard C formats. Details of this encoding scheme may be found in
18403 the file exp_dbug.ads in the GNAT source distribution. However, the
18404 details of this encoding are, in general, of no interest to a user,
18405 since @code{GDB} automatically performs the necessary decoding.
18406
18407 When a program is bound and linked, the debugging information is
18408 collected from the object files, and stored in the executable image of
18409 the program. Again, this process significantly increases the size of
18410 the generated executable file, but it does not increase the size of
18411 the executable program itself. Furthermore, if this program is run in
18412 the normal manner, it runs exactly as if the debug information were
18413 not present, and takes no more actual memory.
18414
18415 However, if the program is run under control of @code{GDB}, the
18416 debugger is activated.  The image of the program is loaded, at which
18417 point it is ready to run.  If a run command is given, then the program
18418 will run exactly as it would have if @code{GDB} were not present. This
18419 is a crucial part of the @code{GDB} design philosophy.  @code{GDB} is
18420 entirely non-intrusive until a breakpoint is encountered.  If no
18421 breakpoint is ever hit, the program will run exactly as it would if no
18422 debugger were present. When a breakpoint is hit, @code{GDB} accesses
18423 the debugging information and can respond to user commands to inspect
18424 variables, and more generally to report on the state of execution.
18425
18426 @c **************
18427 @node Running GDB
18428 @section Running GDB
18429
18430 @noindent
18431 This section describes how to initiate the debugger.
18432 @c The above sentence is really just filler, but it was otherwise
18433 @c clumsy to get the first paragraph nonindented given the conditional
18434 @c nature of the description
18435
18436 @ifclear vms
18437 The debugger can be launched from a @code{GPS} menu or
18438 directly from the command line. The description below covers the latter use.
18439 All the commands shown can be used in the @code{GPS} debug console window,
18440 but there are usually more GUI-based ways to achieve the same effect.
18441 @end ifclear
18442
18443 The command to run @code{GDB} is
18444
18445 @smallexample
18446 $ ^gdb program^GDB PROGRAM^
18447 @end smallexample
18448
18449 @noindent
18450 where @code{^program^PROGRAM^} is the name of the executable file. This
18451 activates the debugger and results in a prompt for debugger commands.
18452 The simplest command is simply @code{run}, which causes the program to run
18453 exactly as if the debugger were not present. The following section
18454 describes some of the additional commands that can be given to @code{GDB}.
18455
18456 @c *******************************
18457 @node Introduction to GDB Commands
18458 @section Introduction to GDB Commands
18459
18460 @noindent
18461 @code{GDB} contains a large repertoire of commands.  @xref{Top,,
18462 Debugging with GDB, gdb, Debugging with GDB},
18463 @ifset vms
18464 located in the GNU:[DOCS] directory,
18465 @end ifset
18466 for extensive documentation on the use
18467 of these commands, together with examples of their use. Furthermore,
18468 the command @command{help} invoked from within GDB activates a simple help
18469 facility which summarizes the available commands and their options.
18470 In this section we summarize a few of the most commonly
18471 used commands to give an idea of what @code{GDB} is about. You should create
18472 a simple program with debugging information and experiment with the use of
18473 these @code{GDB} commands on the program as you read through the
18474 following section.
18475
18476 @table @code
18477 @item set args @var{arguments}
18478 The @var{arguments} list above is a list of arguments to be passed to
18479 the program on a subsequent run command, just as though the arguments
18480 had been entered on a normal invocation of the program. The @code{set args}
18481 command is not needed if the program does not require arguments.
18482
18483 @item run
18484 The @code{run} command causes execution of the program to start from
18485 the beginning. If the program is already running, that is to say if
18486 you are currently positioned at a breakpoint, then a prompt will ask
18487 for confirmation that you want to abandon the current execution and
18488 restart.
18489
18490 @item breakpoint @var{location}
18491 The breakpoint command sets a breakpoint, that is to say a point at which
18492 execution will halt and @code{GDB} will await further
18493 commands. @var{location} is
18494 either a line number within a file, given in the format @code{file:linenumber},
18495 or it is the name of a subprogram. If you request that a breakpoint be set on
18496 a subprogram that is overloaded, a prompt will ask you to specify on which of
18497 those subprograms you want to breakpoint. You can also
18498 specify that all of them should be breakpointed. If the program is run
18499 and execution encounters the breakpoint, then the program
18500 stops and @code{GDB} signals that the breakpoint was encountered by
18501 printing the line of code before which the program is halted.
18502
18503 @item catch exception @var{name}
18504 This command causes the program execution to stop whenever exception
18505 @var{name} is raised.  If @var{name} is omitted, then the execution is
18506 suspended when any exception is raised.
18507
18508 @item print @var{expression}
18509 This will print the value of the given expression. Most simple
18510 Ada expression formats are properly handled by @code{GDB}, so the expression
18511 can contain function calls, variables, operators, and attribute references.
18512
18513 @item continue
18514 Continues execution following a breakpoint, until the next breakpoint or the
18515 termination of the program.
18516
18517 @item step
18518 Executes a single line after a breakpoint. If the next statement
18519 is a subprogram call, execution continues into (the first statement of)
18520 the called subprogram.
18521
18522 @item next
18523 Executes a single line. If this line is a subprogram call, executes and
18524 returns from the call.
18525
18526 @item list
18527 Lists a few lines around the current source location. In practice, it
18528 is usually more convenient to have a separate edit window open with the
18529 relevant source file displayed. Successive applications of this command
18530 print subsequent lines. The command can be given an argument which is a
18531 line number, in which case it displays a few lines around the specified one.
18532
18533 @item backtrace
18534 Displays a backtrace of the call chain. This command is typically
18535 used after a breakpoint has occurred, to examine the sequence of calls that
18536 leads to the current breakpoint. The display includes one line for each
18537 activation record (frame) corresponding to an active subprogram.
18538
18539 @item up
18540 At a breakpoint, @code{GDB} can display the values of variables local
18541 to the current frame. The command @code{up} can be used to
18542 examine the contents of other active frames, by moving the focus up
18543 the stack, that is to say from callee to caller, one frame at a time.
18544
18545 @item down
18546 Moves the focus of @code{GDB} down from the frame currently being
18547 examined to the frame of its callee (the reverse of the previous command),
18548
18549 @item frame @var{n}
18550 Inspect the frame with the given number. The value 0 denotes the frame
18551 of the current breakpoint, that is to say the top of the call stack.
18552
18553 @end table
18554
18555 @noindent
18556 The above list is a very short introduction to the commands that
18557 @code{GDB} provides. Important additional capabilities, including conditional
18558 breakpoints, the ability to execute command sequences on a breakpoint,
18559 the ability to debug at the machine instruction level and many other
18560 features are described in detail in @ref{Top,, Debugging with GDB, gdb,
18561 Debugging with GDB}.  Note that most commands can be abbreviated
18562 (for example, c for continue, bt for backtrace).
18563
18564 @node Using Ada Expressions
18565 @section Using Ada Expressions
18566 @cindex Ada expressions
18567
18568 @noindent
18569 @code{GDB} supports a fairly large subset of Ada expression syntax, with some
18570 extensions. The philosophy behind the design of this subset is
18571
18572 @itemize @bullet
18573 @item
18574 That @code{GDB} should provide basic literals and access to operations for
18575 arithmetic, dereferencing, field selection, indexing, and subprogram calls,
18576 leaving more sophisticated computations to subprograms written into the
18577 program (which therefore may be called from @code{GDB}).
18578
18579 @item
18580 That type safety and strict adherence to Ada language restrictions
18581 are not particularly important to the @code{GDB} user.
18582
18583 @item
18584 That brevity is important to the @code{GDB} user.
18585 @end itemize
18586
18587 @noindent
18588 Thus, for brevity, the debugger acts as if there were
18589 implicit @code{with} and @code{use} clauses in effect for all user-written
18590 packages, thus making it unnecessary to fully qualify most names with
18591 their packages, regardless of context. Where this causes ambiguity,
18592 @code{GDB} asks the user's intent.
18593
18594 For details on the supported Ada syntax, see @ref{Top,, Debugging with
18595 GDB, gdb, Debugging with GDB}.
18596
18597 @node Calling User-Defined Subprograms
18598 @section Calling User-Defined Subprograms
18599
18600 @noindent
18601 An important capability of @code{GDB} is the ability to call user-defined
18602 subprograms while debugging. This is achieved simply by entering
18603 a subprogram call statement in the form:
18604
18605 @smallexample
18606 call subprogram-name (parameters)
18607 @end smallexample
18608
18609 @noindent
18610 The keyword @code{call} can be omitted in the normal case where the
18611 @code{subprogram-name} does not coincide with any of the predefined
18612 @code{GDB} commands.
18613
18614 The effect is to invoke the given subprogram, passing it the
18615 list of parameters that is supplied. The parameters can be expressions and
18616 can include variables from the program being debugged. The
18617 subprogram must be defined
18618 at the library level within your program, and @code{GDB} will call the
18619 subprogram within the environment of your program execution (which
18620 means that the subprogram is free to access or even modify variables
18621 within your program).
18622
18623 The most important use of this facility is in allowing the inclusion of
18624 debugging routines that are tailored to particular data structures
18625 in your program. Such debugging routines can be written to provide a suitably
18626 high-level description of an abstract type, rather than a low-level dump
18627 of its physical layout. After all, the standard
18628 @code{GDB print} command only knows the physical layout of your
18629 types, not their abstract meaning. Debugging routines can provide information
18630 at the desired semantic level and are thus enormously useful.
18631
18632 For example, when debugging GNAT itself, it is crucial to have access to
18633 the contents of the tree nodes used to represent the program internally.
18634 But tree nodes are represented simply by an integer value (which in turn
18635 is an index into a table of nodes).
18636 Using the @code{print} command on a tree node would simply print this integer
18637 value, which is not very useful. But the PN routine (defined in file
18638 treepr.adb in the GNAT sources) takes a tree node as input, and displays
18639 a useful high level representation of the tree node, which includes the
18640 syntactic category of the node, its position in the source, the integers
18641 that denote descendant nodes and parent node, as well as varied
18642 semantic information. To study this example in more detail, you might want to
18643 look at the body of the PN procedure in the stated file.
18644
18645 @node Using the Next Command in a Function
18646 @section Using the Next Command in a Function
18647
18648 @noindent
18649 When you use the @code{next} command in a function, the current source
18650 location will advance to the next statement as usual. A special case
18651 arises in the case of a @code{return} statement.
18652
18653 Part of the code for a return statement is the ``epilog'' of the function.
18654 This is the code that returns to the caller. There is only one copy of
18655 this epilog code, and it is typically associated with the last return
18656 statement in the function if there is more than one return. In some
18657 implementations, this epilog is associated with the first statement
18658 of the function.
18659
18660 The result is that if you use the @code{next} command from a return
18661 statement that is not the last return statement of the function you
18662 may see a strange apparent jump to the last return statement or to
18663 the start of the function. You should simply ignore this odd jump.
18664 The value returned is always that from the first return statement
18665 that was stepped through.
18666
18667 @node Ada Exceptions
18668 @section Stopping when Ada Exceptions are Raised
18669 @cindex Exceptions
18670
18671 @noindent
18672 You can set catchpoints that stop the program execution when your program
18673 raises selected exceptions.
18674
18675 @table @code
18676 @item catch exception
18677 Set a catchpoint that stops execution whenever (any task in the) program
18678 raises any exception.
18679
18680 @item catch exception @var{name}
18681 Set a catchpoint that stops execution whenever (any task in the) program
18682 raises the exception @var{name}.
18683
18684 @item catch exception unhandled
18685 Set a catchpoint that stops executing whenever (any task in the) program
18686 raises an exception for which there is no handler.
18687
18688 @item info exceptions
18689 @itemx info exceptions @var{regexp}
18690 The @code{info exceptions} command permits the user to examine all defined
18691 exceptions within Ada programs. With a regular expression, @var{regexp}, as
18692 argument, prints out only those exceptions whose name matches @var{regexp}.
18693 @end table
18694
18695 @node Ada Tasks
18696 @section Ada Tasks
18697 @cindex Tasks
18698
18699 @noindent
18700 @code{GDB} allows the following task-related commands:
18701
18702 @table @code
18703 @item info tasks
18704 This command shows a list of current Ada tasks, as in the following example:
18705
18706 @smallexample
18707 @iftex
18708 @leftskip=0cm
18709 @end iftex
18710 (gdb) info tasks
18711   ID       TID P-ID   Thread Pri State                 Name
18712    1   8088000   0   807e000  15 Child Activation Wait main_task
18713    2   80a4000   1   80ae000  15 Accept/Select Wait    b
18714    3   809a800   1   80a4800  15 Child Activation Wait a
18715 *  4   80ae800   3   80b8000  15 Running               c
18716 @end smallexample
18717
18718 @noindent
18719 In this listing, the asterisk before the first task indicates it to be the
18720 currently running task. The first column lists the task ID that is used
18721 to refer to tasks in the following commands.
18722
18723 @item break @var{linespec} task @var{taskid}
18724 @itemx break @var{linespec} task @var{taskid} if @dots{}
18725 @cindex Breakpoints and tasks
18726 These commands are like the @code{break @dots{} thread @dots{}}.
18727 @var{linespec} specifies source lines.
18728
18729 Use the qualifier @samp{task @var{taskid}} with a breakpoint command
18730 to specify that you only want @code{GDB} to stop the program when a
18731 particular Ada task reaches this breakpoint. @var{taskid} is one of the
18732 numeric task identifiers assigned by @code{GDB}, shown in the first
18733 column of the @samp{info tasks} display.
18734
18735 If you do not specify @samp{task @var{taskid}} when you set a
18736 breakpoint, the breakpoint applies to @emph{all} tasks of your
18737 program.
18738
18739 You can use the @code{task} qualifier on conditional breakpoints as
18740 well; in this case, place @samp{task @var{taskid}} before the
18741 breakpoint condition (before the @code{if}).
18742
18743 @item task @var{taskno}
18744 @cindex Task switching
18745
18746 This command allows to switch to the task referred by @var{taskno}. In
18747 particular, This allows to browse the backtrace of the specified
18748 task. It is advised to switch back to the original task before
18749 continuing execution otherwise the scheduling of the program may be
18750 perturbed.
18751 @end table
18752
18753 @noindent
18754 For more detailed information on the tasking support,
18755 see @ref{Top,, Debugging with GDB, gdb, Debugging with GDB}.
18756
18757 @node Debugging Generic Units
18758 @section Debugging Generic Units
18759 @cindex Debugging Generic Units
18760 @cindex Generics
18761
18762 @noindent
18763 GNAT always uses code expansion for generic instantiation. This means that
18764 each time an instantiation occurs, a complete copy of the original code is
18765 made, with appropriate substitutions of formals by actuals.
18766
18767 It is not possible to refer to the original generic entities in
18768 @code{GDB}, but it is always possible to debug a particular instance of
18769 a generic, by using the appropriate expanded names. For example, if we have
18770
18771 @smallexample @c ada
18772 @group
18773 @cartouche
18774 procedure g is
18775
18776    generic package k is
18777       procedure kp (v1 : in out integer);
18778    end k;
18779
18780    package body k is
18781       procedure kp (v1 : in out integer) is
18782       begin
18783          v1 := v1 + 1;
18784       end kp;
18785    end k;
18786
18787    package k1 is new k;
18788    package k2 is new k;
18789
18790    var : integer := 1;
18791
18792 begin
18793    k1.kp (var);
18794    k2.kp (var);
18795    k1.kp (var);
18796    k2.kp (var);
18797 end;
18798 @end cartouche
18799 @end group
18800 @end smallexample
18801
18802 @noindent
18803 Then to break on a call to procedure kp in the k2 instance, simply
18804 use the command:
18805
18806 @smallexample
18807 (gdb) break g.k2.kp
18808 @end smallexample
18809
18810 @noindent
18811 When the breakpoint occurs, you can step through the code of the
18812 instance in the normal manner and examine the values of local variables, as for
18813 other units.
18814
18815 @node Remote Debugging using gdbserver
18816 @section Remote Debugging using gdbserver
18817 @cindex Remote Debugging using gdbserver
18818
18819 @noindent
18820 On platforms where gdbserver is supported, it is possible to use this tool
18821 to debug your application remotely.  This can be useful in situations
18822 where the program needs to be run on a target host that is different
18823 from the host used for development, particularly when the target has
18824 a limited amount of resources (either CPU and/or memory).
18825
18826 To do so, start your program using gdbserver on the target machine.
18827 gdbserver then automatically suspends the execution of your program
18828 at its entry point, waiting for a debugger to connect to it.  The
18829 following commands starts an application and tells gdbserver to
18830 wait for a connection with the debugger on localhost port 4444.
18831
18832 @smallexample
18833 $ gdbserver localhost:4444 program
18834 Process program created; pid = 5685
18835 Listening on port 4444
18836 @end smallexample
18837
18838 Once gdbserver has started listening, we can tell the debugger to establish
18839 a connection with this gdbserver, and then start the same debugging session
18840 as if the program was being debugged on the same host, directly under
18841 the control of GDB.
18842
18843 @smallexample
18844 $ gdb program
18845 (gdb) target remote targethost:4444
18846 Remote debugging using targethost:4444
18847 0x00007f29936d0af0 in ?? () from /lib64/ld-linux-x86-64.so.
18848 (gdb) b foo.adb:3
18849 Breakpoint 1 at 0x401f0c: file foo.adb, line 3.
18850 (gdb) continue
18851 Continuing.
18852
18853 Breakpoint 1, foo () at foo.adb:4
18854 4       end foo;
18855 @end smallexample
18856
18857 It is also possible to use gdbserver to attach to an already running
18858 program, in which case the execution of that program is simply suspended
18859 until the connection between the debugger and gdbserver is established.
18860
18861 For more information on how to use gdbserver, @ref{Top, Server, Using
18862 the gdbserver Program, gdb, Debugging with GDB}.  GNAT Pro provides support
18863 for gdbserver on x86-linux, x86-windows and x86_64-linux.
18864
18865 @node GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate
18866 @section GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate
18867 @cindex GNAT Abnormal Termination or Failure to Terminate
18868
18869 @noindent
18870 When presented with programs that contain serious errors in syntax
18871 or semantics,
18872 GNAT may on rare occasions  experience problems in operation, such
18873 as aborting with a
18874 segmentation fault or illegal memory access, raising an internal
18875 exception, terminating abnormally, or failing to terminate at all.
18876 In such cases, you can activate
18877 various features of GNAT that can help you pinpoint the construct in your
18878 program that is the likely source of the problem.
18879
18880 The following strategies are presented in increasing order of
18881 difficulty, corresponding to your experience in using GNAT and your
18882 familiarity with compiler internals.
18883
18884 @enumerate
18885 @item
18886 Run @command{gcc} with the @option{-gnatf}. This first
18887 switch causes all errors on a given line to be reported. In its absence,
18888 only the first error on a line is displayed.
18889
18890 The @option{-gnatdO} switch causes errors to be displayed as soon as they
18891 are encountered, rather than after compilation is terminated. If GNAT
18892 terminates prematurely or goes into an infinite loop, the last error
18893 message displayed may help to pinpoint the culprit.
18894
18895 @item
18896 Run @command{gcc} with the @option{^-v (verbose)^/VERBOSE^} switch. In this
18897 mode, @command{gcc} produces ongoing information about the progress of the
18898 compilation and provides the name of each procedure as code is
18899 generated. This switch allows you to find which Ada procedure was being
18900 compiled when it encountered a code generation problem.
18901
18902 @item
18903 @cindex @option{-gnatdc} switch
18904 Run @command{gcc} with the @option{-gnatdc} switch. This is a GNAT specific
18905 switch that does for the front-end what @option{^-v^VERBOSE^} does
18906 for the back end. The system prints the name of each unit,
18907 either a compilation unit or nested unit, as it is being analyzed.
18908 @item
18909 Finally, you can start
18910 @code{gdb} directly on the @code{gnat1} executable. @code{gnat1} is the
18911 front-end of GNAT, and can be run independently (normally it is just
18912 called from @command{gcc}). You can use @code{gdb} on @code{gnat1} as you
18913 would on a C program (but @pxref{The GNAT Debugger GDB} for caveats). The
18914 @code{where} command is the first line of attack; the variable
18915 @code{lineno} (seen by @code{print lineno}), used by the second phase of
18916 @code{gnat1} and by the @command{gcc} backend, indicates the source line at
18917 which the execution stopped, and @code{input_file name} indicates the name of
18918 the source file.
18919 @end enumerate
18920
18921 @node Naming Conventions for GNAT Source Files
18922 @section Naming Conventions for GNAT Source Files
18923
18924 @noindent
18925 In order to examine the workings of the GNAT system, the following
18926 brief description of its organization may be helpful:
18927
18928 @itemize @bullet
18929 @item
18930 Files with prefix @file{^sc^SC^} contain the lexical scanner.
18931
18932 @item
18933 All files prefixed with @file{^par^PAR^} are components of the parser. The
18934 numbers correspond to chapters of the Ada Reference Manual. For example,
18935 parsing of select statements can be found in @file{par-ch9.adb}.
18936
18937 @item
18938 All files prefixed with @file{^sem^SEM^} perform semantic analysis. The
18939 numbers correspond to chapters of the Ada standard. For example, all
18940 issues involving context clauses can be found in @file{sem_ch10.adb}. In
18941 addition, some features of the language require sufficient special processing
18942 to justify their own semantic files: sem_aggr for aggregates, sem_disp for
18943 dynamic dispatching, etc.
18944
18945 @item
18946 All files prefixed with @file{^exp^EXP^} perform normalization and
18947 expansion of the intermediate representation (abstract syntax tree, or AST).
18948 these files use the same numbering scheme as the parser and semantics files.
18949 For example, the construction of record initialization procedures is done in
18950 @file{exp_ch3.adb}.
18951
18952 @item
18953 The files prefixed with @file{^bind^BIND^} implement the binder, which
18954 verifies the consistency of the compilation, determines an order of
18955 elaboration, and generates the bind file.
18956
18957 @item
18958 The files @file{atree.ads} and @file{atree.adb} detail the low-level
18959 data structures used by the front-end.
18960
18961 @item
18962 The files @file{sinfo.ads} and @file{sinfo.adb} detail the structure of
18963 the abstract syntax tree as produced by the parser.
18964
18965 @item
18966 The files @file{einfo.ads} and @file{einfo.adb} detail the attributes of
18967 all entities, computed during semantic analysis.
18968
18969 @item
18970 Library management issues are dealt with in files with prefix
18971 @file{^lib^LIB^}.
18972
18973 @item
18974 @findex Ada
18975 @cindex Annex A
18976 Ada files with the prefix @file{^a-^A-^} are children of @code{Ada}, as
18977 defined in Annex A.
18978
18979 @item
18980 @findex Interfaces
18981 @cindex Annex B
18982 Files with prefix @file{^i-^I-^} are children of @code{Interfaces}, as
18983 defined in Annex B.
18984
18985 @item
18986 @findex System
18987 Files with prefix @file{^s-^S-^} are children of @code{System}. This includes
18988 both language-defined children and GNAT run-time routines.
18989
18990 @item
18991 @findex GNAT
18992 Files with prefix @file{^g-^G-^} are children of @code{GNAT}. These are useful
18993 general-purpose packages, fully documented in their specs. All
18994 the other @file{.c} files are modifications of common @command{gcc} files.
18995 @end itemize
18996
18997 @node Getting Internal Debugging Information
18998 @section Getting Internal Debugging Information
18999
19000 @noindent
19001 Most compilers have internal debugging switches and modes. GNAT
19002 does also, except GNAT internal debugging switches and modes are not
19003 secret. A summary and full description of all the compiler and binder
19004 debug flags are in the file @file{debug.adb}. You must obtain the
19005 sources of the compiler to see the full detailed effects of these flags.
19006
19007 The switches that print the source of the program (reconstructed from
19008 the internal tree) are of general interest for user programs, as are the
19009 options to print
19010 the full internal tree, and the entity table (the symbol table
19011 information). The reconstructed source provides a readable version of the
19012 program after the front-end has completed analysis and  expansion,
19013 and is useful when studying the performance of specific constructs.
19014 For example, constraint checks are indicated, complex aggregates
19015 are replaced with loops and assignments, and tasking primitives
19016 are replaced with run-time calls.
19017
19018 @node Stack Traceback
19019 @section Stack Traceback
19020 @cindex traceback
19021 @cindex stack traceback
19022 @cindex stack unwinding
19023
19024 @noindent
19025 Traceback is a mechanism to display the sequence of subprogram calls that
19026 leads to a specified execution point in a program. Often (but not always)
19027 the execution point is an instruction at which an exception has been raised.
19028 This mechanism is also known as @i{stack unwinding} because it obtains
19029 its information by scanning the run-time stack and recovering the activation
19030 records of all active subprograms. Stack unwinding is one of the most
19031 important tools for program debugging.
19032
19033 The first entry stored in traceback corresponds to the deepest calling level,
19034 that is to say the subprogram currently executing the instruction
19035 from which we want to obtain the traceback.
19036
19037 Note that there is no runtime performance penalty when stack traceback
19038 is enabled, and no exception is raised during program execution.
19039
19040 @menu
19041 * Non-Symbolic Traceback::
19042 * Symbolic Traceback::
19043 @end menu
19044
19045 @node Non-Symbolic Traceback
19046 @subsection Non-Symbolic Traceback
19047 @cindex traceback, non-symbolic
19048
19049 @noindent
19050 Note: this feature is not supported on all platforms. See
19051 @file{GNAT.Traceback spec in g-traceb.ads} for a complete list of supported
19052 platforms.
19053
19054 @menu
19055 * Tracebacks From an Unhandled Exception::
19056 * Tracebacks From Exception Occurrences (non-symbolic)::
19057 * Tracebacks From Anywhere in a Program (non-symbolic)::
19058 @end menu
19059
19060 @node Tracebacks From an Unhandled Exception
19061 @subsubsection Tracebacks From an Unhandled Exception
19062
19063 @noindent
19064 A runtime non-symbolic traceback is a list of addresses of call instructions.
19065 To enable this feature you must use the @option{-E}
19066 @code{gnatbind}'s option. With this option a stack traceback is stored as part
19067 of exception information. You can retrieve this information using the
19068 @code{addr2line} tool.
19069
19070 Here is a simple example:
19071
19072 @smallexample @c ada
19073 @cartouche
19074 procedure STB is
19075
19076    procedure P1 is
19077    begin
19078       raise Constraint_Error;
19079    end P1;
19080
19081    procedure P2 is
19082    begin
19083       P1;
19084    end P2;
19085
19086 begin
19087    P2;
19088 end STB;
19089 @end cartouche
19090 @end smallexample
19091
19092 @smallexample
19093 $ gnatmake stb -bargs -E
19094 $ stb
19095
19096 Execution terminated by unhandled exception
19097 Exception name: CONSTRAINT_ERROR
19098 Message: stb.adb:5
19099 Call stack traceback locations:
19100 0x401373 0x40138b 0x40139c 0x401335 0x4011c4 0x4011f1 0x77e892a4
19101 @end smallexample
19102
19103 @noindent
19104 As we see the traceback lists a sequence of addresses for the unhandled
19105 exception @code{CONSTRAINT_ERROR} raised in procedure P1. It is easy to
19106 guess that this exception come from procedure P1. To translate these
19107 addresses into the source lines where the calls appear, the
19108 @code{addr2line} tool, described below, is invaluable. The use of this tool
19109 requires the program to be compiled with debug information.
19110
19111 @smallexample
19112 $ gnatmake -g stb -bargs -E
19113 $ stb
19114
19115 Execution terminated by unhandled exception
19116 Exception name: CONSTRAINT_ERROR
19117 Message: stb.adb:5
19118 Call stack traceback locations:
19119 0x401373 0x40138b 0x40139c 0x401335 0x4011c4 0x4011f1 0x77e892a4
19120
19121 $ addr2line --exe=stb 0x401373 0x40138b 0x40139c 0x401335 0x4011c4
19122    0x4011f1 0x77e892a4
19123
19124 00401373 at d:/stb/stb.adb:5
19125 0040138B at d:/stb/stb.adb:10
19126 0040139C at d:/stb/stb.adb:14
19127 00401335 at d:/stb/b~stb.adb:104
19128 004011C4 at /build/@dots{}/crt1.c:200
19129 004011F1 at /build/@dots{}/crt1.c:222
19130 77E892A4 in ?? at ??:0
19131 @end smallexample
19132
19133 @noindent
19134 The @code{addr2line} tool has several other useful options:
19135
19136 @table @code
19137 @item --functions
19138 to get the function name corresponding to any location
19139
19140 @item --demangle=gnat
19141 to use the gnat decoding mode for the function names. Note that
19142 for binutils version 2.9.x the option is simply @option{--demangle}.
19143 @end table
19144
19145 @smallexample
19146 $ addr2line --exe=stb --functions --demangle=gnat 0x401373 0x40138b
19147    0x40139c 0x401335 0x4011c4 0x4011f1
19148
19149 00401373 in stb.p1 at d:/stb/stb.adb:5
19150 0040138B in stb.p2 at d:/stb/stb.adb:10
19151 0040139C in stb at d:/stb/stb.adb:14
19152 00401335 in main at d:/stb/b~stb.adb:104
19153 004011C4 in <__mingw_CRTStartup> at /build/@dots{}/crt1.c:200
19154 004011F1 in <mainCRTStartup> at /build/@dots{}/crt1.c:222
19155 @end smallexample
19156
19157 @noindent
19158 From this traceback we can see that the exception was raised in
19159 @file{stb.adb} at line 5, which was reached from a procedure call in
19160 @file{stb.adb} at line 10, and so on. The @file{b~std.adb} is the binder file,
19161 which contains the call to the main program.
19162 @xref{Running gnatbind}. The remaining entries are assorted runtime routines,
19163 and the output will vary from platform to platform.
19164
19165 It is also possible to use @code{GDB} with these traceback addresses to debug
19166 the program. For example, we can break at a given code location, as reported
19167 in the stack traceback:
19168
19169 @smallexample
19170 $ gdb -nw stb
19171 @ifclear vms
19172 @noindent
19173 Furthermore, this feature is not implemented inside Windows DLL. Only
19174 the non-symbolic traceback is reported in this case.
19175 @end ifclear
19176
19177 (gdb) break *0x401373
19178 Breakpoint 1 at 0x401373: file stb.adb, line 5.
19179 @end smallexample
19180
19181 @noindent
19182 It is important to note that the stack traceback addresses
19183 do not change when debug information is included. This is particularly useful
19184 because it makes it possible to release software without debug information (to
19185 minimize object size), get a field report that includes a stack traceback
19186 whenever an internal bug occurs, and then be able to retrieve the sequence
19187 of calls with the same program compiled with debug information.
19188
19189 @node Tracebacks From Exception Occurrences (non-symbolic)
19190 @subsubsection Tracebacks From Exception Occurrences
19191
19192 @noindent
19193 Non-symbolic tracebacks are obtained by using the @option{-E} binder argument.
19194 The stack traceback is attached to the exception information string, and can
19195 be retrieved in an exception handler within the Ada program, by means of the
19196 Ada facilities defined in @code{Ada.Exceptions}. Here is a simple example:
19197
19198 @smallexample @c ada
19199 with Ada.Text_IO;
19200 with Ada.Exceptions;
19201
19202 procedure STB is
19203
19204    use Ada;
19205    use Ada.Exceptions;
19206
19207    procedure P1 is
19208       K : Positive := 1;
19209    begin
19210       K := K - 1;
19211    exception
19212       when E : others =>
19213          Text_IO.Put_Line (Exception_Information (E));
19214    end P1;
19215
19216    procedure P2 is
19217    begin
19218       P1;
19219    end P2;
19220
19221 begin
19222    P2;
19223 end STB;
19224 @end smallexample
19225
19226 @noindent
19227 This program will output:
19228
19229 @smallexample
19230 $ stb
19231
19232 Exception name: CONSTRAINT_ERROR
19233 Message: stb.adb:12
19234 Call stack traceback locations:
19235 0x4015e4 0x401633 0x401644 0x401461 0x4011c4 0x4011f1 0x77e892a4
19236 @end smallexample
19237
19238 @node Tracebacks From Anywhere in a Program (non-symbolic)
19239 @subsubsection Tracebacks From Anywhere in a Program
19240
19241 @noindent
19242 It is also possible to retrieve a stack traceback from anywhere in a
19243 program. For this you need to
19244 use the @code{GNAT.Traceback} API. This package includes a procedure called
19245 @code{Call_Chain} that computes a complete stack traceback, as well as useful
19246 display procedures described below. It is not necessary to use the
19247 @option{-E gnatbind} option in this case, because the stack traceback mechanism
19248 is invoked explicitly.
19249
19250 @noindent
19251 In the following example we compute a traceback at a specific location in
19252 the program, and we display it using @code{GNAT.Debug_Utilities.Image} to
19253 convert addresses to strings:
19254
19255 @smallexample @c ada
19256 with Ada.Text_IO;
19257 with GNAT.Traceback;
19258 with GNAT.Debug_Utilities;
19259
19260 procedure STB is
19261
19262    use Ada;
19263    use GNAT;
19264    use GNAT.Traceback;
19265
19266    procedure P1 is
19267       TB  : Tracebacks_Array (1 .. 10);
19268       --  We are asking for a maximum of 10 stack frames.
19269       Len : Natural;
19270       --  Len will receive the actual number of stack frames returned.
19271    begin
19272       Call_Chain (TB, Len);
19273
19274       Text_IO.Put ("In STB.P1 : ");
19275
19276       for K in 1 .. Len loop
19277          Text_IO.Put (Debug_Utilities.Image (TB (K)));
19278          Text_IO.Put (' ');
19279       end loop;
19280
19281       Text_IO.New_Line;
19282    end P1;
19283
19284    procedure P2 is
19285    begin
19286       P1;
19287    end P2;
19288
19289 begin
19290    P2;
19291 end STB;
19292 @end smallexample
19293
19294 @smallexample
19295 $ gnatmake -g stb
19296 $ stb
19297
19298 In STB.P1 : 16#0040_F1E4# 16#0040_14F2# 16#0040_170B# 16#0040_171C#
19299 16#0040_1461# 16#0040_11C4# 16#0040_11F1# 16#77E8_92A4#
19300 @end smallexample
19301
19302 @noindent
19303 You can then get further information by invoking the @code{addr2line}
19304 tool as described earlier (note that the hexadecimal addresses
19305 need to be specified in C format, with a leading ``0x'').
19306
19307 @node Symbolic Traceback
19308 @subsection Symbolic Traceback
19309 @cindex traceback, symbolic
19310
19311 @noindent
19312 A symbolic traceback is a stack traceback in which procedure names are
19313 associated with each code location.
19314
19315 @noindent
19316 Note that this feature is not supported on all platforms. See
19317 @file{GNAT.Traceback.Symbolic spec in g-trasym.ads} for a complete
19318 list of currently supported platforms.
19319
19320 @noindent
19321 Note that the symbolic traceback requires that the program be compiled
19322 with debug information. If it is not compiled with debug information
19323 only the non-symbolic information will be valid.
19324
19325 @menu
19326 * Tracebacks From Exception Occurrences (symbolic)::
19327 * Tracebacks From Anywhere in a Program (symbolic)::
19328 @end menu
19329
19330 @node Tracebacks From Exception Occurrences (symbolic)
19331 @subsubsection Tracebacks From Exception Occurrences
19332
19333 @smallexample @c ada
19334 with Ada.Text_IO;
19335 with GNAT.Traceback.Symbolic;
19336
19337 procedure STB is
19338
19339    procedure P1 is
19340    begin
19341       raise Constraint_Error;
19342    end P1;
19343
19344    procedure P2 is
19345    begin
19346       P1;
19347    end P2;
19348
19349    procedure P3 is
19350    begin
19351       P2;
19352    end P3;
19353
19354 begin
19355    P3;
19356 exception
19357    when E : others =>
19358       Ada.Text_IO.Put_Line (GNAT.Traceback.Symbolic.Symbolic_Traceback (E));
19359 end STB;
19360 @end smallexample
19361
19362 @smallexample
19363 $ gnatmake -g .\stb -bargs -E -largs -lgnat -laddr2line -lintl
19364 $ stb
19365
19366 0040149F in stb.p1 at stb.adb:8
19367 004014B7 in stb.p2 at stb.adb:13
19368 004014CF in stb.p3 at stb.adb:18
19369 004015DD in ada.stb at stb.adb:22
19370 00401461 in main at b~stb.adb:168
19371 004011C4 in __mingw_CRTStartup at crt1.c:200
19372 004011F1 in mainCRTStartup at crt1.c:222
19373 77E892A4 in ?? at ??:0
19374 @end smallexample
19375
19376 @noindent
19377 In the above example the ``.\'' syntax in the @command{gnatmake} command
19378 is currently required by @command{addr2line} for files that are in
19379 the current working directory.
19380 Moreover, the exact sequence of linker options may vary from platform
19381 to platform.
19382 The above @option{-largs} section is for Windows platforms. By contrast,
19383 under Unix there is no need for the @option{-largs} section.
19384 Differences across platforms are due to details of linker implementation.
19385
19386 @node Tracebacks From Anywhere in a Program (symbolic)
19387 @subsubsection Tracebacks From Anywhere in a Program
19388
19389 @noindent
19390 It is possible to get a symbolic stack traceback
19391 from anywhere in a program, just as for non-symbolic tracebacks.
19392 The first step is to obtain a non-symbolic
19393 traceback, and then call @code{Symbolic_Traceback} to compute the symbolic
19394 information. Here is an example:
19395
19396 @smallexample @c ada
19397 with Ada.Text_IO;
19398 with GNAT.Traceback;
19399 with GNAT.Traceback.Symbolic;
19400
19401 procedure STB is
19402
19403    use Ada;
19404    use GNAT.Traceback;
19405    use GNAT.Traceback.Symbolic;
19406
19407    procedure P1 is
19408       TB  : Tracebacks_Array (1 .. 10);
19409       --  We are asking for a maximum of 10 stack frames.
19410       Len : Natural;
19411       --  Len will receive the actual number of stack frames returned.
19412    begin
19413       Call_Chain (TB, Len);
19414       Text_IO.Put_Line (Symbolic_Traceback (TB (1 .. Len)));
19415    end P1;
19416
19417    procedure P2 is
19418    begin
19419       P1;
19420    end P2;
19421
19422 begin
19423    P2;
19424 end STB;
19425 @end smallexample
19426
19427 @c ******************************
19428 @ifset vms
19429 @node Compatibility with HP Ada
19430 @chapter Compatibility with HP Ada
19431 @cindex Compatibility
19432
19433 @noindent
19434 @cindex DEC Ada
19435 @cindex HP Ada
19436 @cindex Compatibility between GNAT and HP Ada
19437 This chapter compares HP Ada (formerly known as ``DEC Ada'')
19438 for OpenVMS Alpha and GNAT for OpenVMS for Alpha and for I64.
19439 GNAT is highly compatible
19440 with HP Ada, and it should generally be straightforward to port code
19441 from the HP Ada environment to GNAT. However, there are a few language
19442 and implementation differences of which the user must be aware. These
19443 differences are discussed in this chapter. In
19444 addition, the operating environment and command structure for the
19445 compiler are different, and these differences are also discussed.
19446
19447 For further details on these and other compatibility issues,
19448 see Appendix E of the HP publication
19449 @cite{HP Ada, Technical Overview and Comparison on HP Platforms}.
19450
19451 Except where otherwise indicated, the description of GNAT for OpenVMS
19452 applies to both the Alpha and I64 platforms.
19453
19454 For information on porting Ada code from GNAT on Alpha OpenVMS to GNAT on
19455 I64 OpenVMS, see @ref{Transitioning to 64-Bit GNAT for OpenVMS}.
19456
19457 The discussion in this chapter addresses specifically the implementation
19458 of Ada 83 for HP OpenVMS Alpha Systems. In cases where the implementation
19459 of HP Ada differs between OpenVMS Alpha Systems and OpenVMS VAX Systems,
19460 GNAT always follows the Alpha implementation.
19461
19462 For GNAT running on other than VMS systems, all the HP Ada 83 pragmas and
19463 attributes are recognized, although only a subset of them can sensibly
19464 be implemented.  The description of pragmas in
19465 @xref{Implementation Defined Pragmas,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual},
19466 indicates whether or not they are applicable to non-VMS systems.
19467
19468 @menu
19469 * Ada Language Compatibility::
19470 * Differences in the Definition of Package System::
19471 * Language-Related Features::
19472 * The Package STANDARD::
19473 * The Package SYSTEM::
19474 * Tasking and Task-Related Features::
19475 * Pragmas and Pragma-Related Features::
19476 * Library of Predefined Units::
19477 * Bindings::
19478 * Main Program Definition::
19479 * Implementation-Defined Attributes::
19480 * Compiler and Run-Time Interfacing::
19481 * Program Compilation and Library Management::
19482 * Input-Output::
19483 * Implementation Limits::
19484 * Tools and Utilities::
19485 @end menu
19486
19487 @node Ada Language Compatibility
19488 @section Ada Language Compatibility
19489
19490 @noindent
19491 GNAT handles Ada 95 and Ada 2005 as well as Ada 83, whereas HP Ada is only
19492 for Ada 83. Ada 95 and Ada 2005 are almost completely upwards compatible
19493 with Ada 83, and therefore Ada 83 programs will compile
19494 and run under GNAT with
19495 no changes or only minor changes. The @cite{Annotated Ada Reference Manual}
19496 provides details on specific incompatibilities.
19497
19498 GNAT provides the switch @option{/83} on the @command{GNAT COMPILE} command,
19499 as well as the pragma @code{ADA_83}, to force the compiler to
19500 operate in Ada 83 mode. This mode does not guarantee complete
19501 conformance to Ada 83, but in practice is sufficient to
19502 eliminate most sources of incompatibilities.
19503 In particular, it eliminates the recognition of the
19504 additional Ada 95 and Ada 2005 keywords, so that their use as identifiers
19505 in Ada 83 programs is legal, and handles the cases of packages
19506 with optional bodies, and generics that instantiate unconstrained
19507 types without the use of @code{(<>)}.
19508
19509 @node Differences in the Definition of Package System
19510 @section Differences in the Definition of Package @code{System}
19511
19512 @noindent
19513 An Ada compiler is allowed to add
19514 implementation-dependent declarations to package @code{System}.
19515 In normal mode,
19516 GNAT does not take advantage of this permission, and the version of
19517 @code{System} provided by GNAT exactly matches that defined in the Ada
19518 Reference Manual.
19519
19520 However, HP Ada adds an extensive set of declarations to package
19521 @code{System},
19522 as fully documented in the HP Ada manuals. To minimize changes required
19523 for programs that make use of these extensions, GNAT provides the pragma
19524 @code{Extend_System} for extending the definition of package System. By using:
19525 @cindex pragma @code{Extend_System}
19526 @cindex @code{Extend_System} pragma
19527
19528 @smallexample @c ada
19529 @group
19530 @cartouche
19531 pragma Extend_System (Aux_DEC);
19532 @end cartouche
19533 @end group
19534 @end smallexample
19535
19536 @noindent
19537 the set of definitions in @code{System} is extended to include those in
19538 package @code{System.Aux_DEC}.
19539 @cindex @code{System.Aux_DEC} package
19540 @cindex @code{Aux_DEC} package (child of @code{System})
19541 These definitions are incorporated directly into package @code{System},
19542 as though they had been declared there. For a
19543 list of the declarations added, see the spec of this package,
19544 which can be found in the file @file{s-auxdec.ads} in the GNAT library.
19545 @cindex @file{s-auxdec.ads} file
19546 The pragma @code{Extend_System} is a configuration pragma, which means that
19547 it can be placed in the file @file{gnat.adc}, so that it will automatically
19548 apply to all subsequent compilations. See @ref{Configuration Pragmas},
19549 for further details.
19550
19551 An alternative approach that avoids the use of the non-standard
19552 @code{Extend_System} pragma is to add a context clause to the unit that
19553 references these facilities:
19554
19555 @smallexample @c ada
19556 @cartouche
19557 with System.Aux_DEC;
19558 use  System.Aux_DEC;
19559 @end cartouche
19560 @end smallexample
19561
19562 @noindent
19563 The effect is not quite semantically identical to incorporating
19564 the declarations directly into package @code{System},
19565 but most programs will not notice a difference
19566 unless they use prefix notation (e.g.@: @code{System.Integer_8})
19567 to reference the entities directly in package @code{System}.
19568 For units containing such references,
19569 the prefixes must either be removed, or the pragma @code{Extend_System}
19570 must be used.
19571
19572 @node Language-Related Features
19573 @section Language-Related Features
19574
19575 @noindent
19576 The following sections highlight differences in types,
19577 representations of types, operations, alignment, and
19578 related topics.
19579
19580 @menu
19581 * Integer Types and Representations::
19582 * Floating-Point Types and Representations::
19583 * Pragmas Float_Representation and Long_Float::
19584 * Fixed-Point Types and Representations::
19585 * Record and Array Component Alignment::
19586 * Address Clauses::
19587 * Other Representation Clauses::
19588 @end menu
19589
19590 @node Integer Types and Representations
19591 @subsection Integer Types and Representations
19592
19593 @noindent
19594 The set of predefined integer types is identical in HP Ada and GNAT.
19595 Furthermore the representation of these integer types is also identical,
19596 including the capability of size clauses forcing biased representation.
19597
19598 In addition,
19599 HP Ada for OpenVMS Alpha systems has defined the
19600 following additional integer types in package @code{System}:
19601
19602 @itemize @bullet
19603
19604 @item
19605 @code{INTEGER_8}
19606
19607 @item
19608 @code{INTEGER_16}
19609
19610 @item
19611 @code{INTEGER_32}
19612
19613 @item
19614 @code{INTEGER_64}
19615
19616 @item
19617 @code{LARGEST_INTEGER}
19618 @end itemize
19619
19620 @noindent
19621 In GNAT, the first four of these types may be obtained from the
19622 standard Ada package @code{Interfaces}.
19623 Alternatively, by use of the pragma @code{Extend_System}, identical
19624 declarations can be referenced directly in package @code{System}.
19625 On both GNAT and HP Ada, the maximum integer size is 64 bits.
19626
19627 @node Floating-Point Types and Representations
19628 @subsection Floating-Point Types and Representations
19629 @cindex Floating-Point types
19630
19631 @noindent
19632 The set of predefined floating-point types is identical in HP Ada and GNAT.
19633 Furthermore the representation of these floating-point
19634 types is also identical. One important difference is that the default
19635 representation for HP Ada is @code{VAX_Float}, but the default representation
19636 for GNAT is IEEE.
19637
19638 Specific types may be declared to be @code{VAX_Float} or IEEE, using the
19639 pragma @code{Float_Representation} as described in the HP Ada
19640 documentation.
19641 For example, the declarations:
19642
19643 @smallexample @c ada
19644 @cartouche
19645 type F_Float is digits 6;
19646 pragma Float_Representation (VAX_Float, F_Float);
19647 @end cartouche
19648 @end smallexample
19649
19650 @noindent
19651 declares a type @code{F_Float} that will be represented in @code{VAX_Float}
19652 format.
19653 This set of declarations actually appears in @code{System.Aux_DEC},
19654 which contains
19655 the full set of additional floating-point declarations provided in
19656 the HP Ada version of package @code{System}.
19657 This and similar declarations may be accessed in a user program
19658 by using pragma @code{Extend_System}. The use of this
19659 pragma, and the related pragma @code{Long_Float} is described in further
19660 detail in the following section.
19661
19662 @node Pragmas Float_Representation and Long_Float
19663 @subsection Pragmas @code{Float_Representation} and @code{Long_Float}
19664
19665 @noindent
19666 HP Ada provides the pragma @code{Float_Representation}, which
19667 acts as a program library switch to allow control over
19668 the internal representation chosen for the predefined
19669 floating-point types declared in the package @code{Standard}.
19670 The format of this pragma is as follows:
19671
19672 @smallexample @c ada
19673 @cartouche
19674 pragma Float_Representation(VAX_Float | IEEE_Float);
19675 @end cartouche
19676 @end smallexample
19677
19678 @noindent
19679 This pragma controls the representation of floating-point
19680 types as follows:
19681
19682 @itemize @bullet
19683 @item
19684 @code{VAX_Float} specifies that floating-point
19685 types are represented by default with the VAX system hardware types
19686 @code{F-floating}, @code{D-floating}, @code{G-floating}.
19687 Note that the @code{H-floating}
19688 type was available only on VAX systems, and is not available
19689 in either HP Ada or GNAT.
19690
19691 @item
19692 @code{IEEE_Float} specifies that floating-point
19693 types are represented by default with the IEEE single and
19694 double floating-point types.
19695 @end itemize
19696
19697 @noindent
19698 GNAT provides an identical implementation of the pragma
19699 @code{Float_Representation}, except that it functions as a
19700 configuration pragma. Note that the
19701 notion of configuration pragma corresponds closely to the
19702 HP Ada notion of a program library switch.
19703
19704 When no pragma is used in GNAT, the default is @code{IEEE_Float},
19705 which is different
19706 from HP Ada 83, where the default is @code{VAX_Float}. In addition, the
19707 predefined libraries in GNAT are built using @code{IEEE_Float}, so it is not
19708 advisable to change the format of numbers passed to standard library
19709 routines, and if necessary explicit type conversions may be needed.
19710
19711 The use of @code{IEEE_Float} is recommended in GNAT since it is more
19712 efficient, and (given that it conforms to an international standard)
19713 potentially more portable.
19714 The situation in which @code{VAX_Float} may be useful is in interfacing
19715 to existing code and data that expect the use of @code{VAX_Float}.
19716 In such a situation use the predefined @code{VAX_Float}
19717 types in package @code{System}, as extended by
19718 @code{Extend_System}. For example, use @code{System.F_Float}
19719 to specify the 32-bit @code{F-Float} format.
19720
19721 @noindent
19722 On OpenVMS systems, HP Ada provides the pragma @code{Long_Float}
19723 to allow control over the internal representation chosen
19724 for the predefined type @code{Long_Float} and for floating-point
19725 type declarations with digits specified in the range 7 .. 15.
19726 The format of this pragma is as follows:
19727
19728 @smallexample @c ada
19729 @cartouche
19730 pragma Long_Float (D_FLOAT | G_FLOAT);
19731 @end cartouche
19732 @end smallexample
19733
19734 @node Fixed-Point Types and Representations
19735 @subsection Fixed-Point Types and Representations
19736
19737 @noindent
19738 On HP Ada for OpenVMS Alpha systems, rounding is
19739 away from zero for both positive and negative numbers.
19740 Therefore, @code{+0.5} rounds to @code{1},
19741 and @code{-0.5} rounds to @code{-1}.
19742
19743 On GNAT the results of operations
19744 on fixed-point types are in accordance with the Ada
19745 rules. In particular, results of operations on decimal
19746 fixed-point types are truncated.
19747
19748 @node Record and Array Component Alignment
19749 @subsection Record and Array Component Alignment
19750
19751 @noindent
19752 On HP Ada for OpenVMS Alpha, all non-composite components
19753 are aligned on natural boundaries. For example, 1-byte
19754 components are aligned on byte boundaries, 2-byte
19755 components on 2-byte boundaries, 4-byte components on 4-byte
19756 byte boundaries, and so on. The OpenVMS Alpha hardware
19757 runs more efficiently with naturally aligned data.
19758
19759 On GNAT, alignment rules are compatible
19760 with HP Ada for OpenVMS Alpha.
19761
19762 @node Address Clauses
19763 @subsection Address Clauses
19764
19765 @noindent
19766 In HP Ada and GNAT, address clauses are supported for
19767 objects and imported subprograms.
19768 The predefined type @code{System.Address} is a private type
19769 in both compilers on Alpha OpenVMS, with the same representation
19770 (it is simply a machine pointer). Addition, subtraction, and comparison
19771 operations are available in the standard Ada package
19772 @code{System.Storage_Elements}, or in package @code{System}
19773 if it is extended to include @code{System.Aux_DEC} using a
19774 pragma @code{Extend_System} as previously described.
19775
19776 Note that code that @code{with}'s both this extended package @code{System}
19777 and the package @code{System.Storage_Elements} should not @code{use}
19778 both packages, or ambiguities will result. In general it is better
19779 not to mix these two sets of facilities. The Ada package was
19780 designed specifically to provide the kind of features that HP Ada
19781 adds directly to package @code{System}.
19782
19783 The type @code{System.Address} is a 64-bit integer type in GNAT for
19784 I64 OpenVMS.  For more information,
19785 see @ref{Transitioning to 64-Bit GNAT for OpenVMS}.
19786
19787 GNAT is compatible with HP Ada in its handling of address
19788 clauses, except for some limitations in
19789 the form of address clauses for composite objects with
19790 initialization. Such address clauses are easily replaced
19791 by the use of an explicitly-defined constant as described
19792 in the Ada Reference Manual (13.1(22)). For example, the sequence
19793 of declarations:
19794
19795 @smallexample @c ada
19796 @cartouche
19797 X, Y : Integer := Init_Func;
19798 Q : String (X .. Y) := "abc";
19799 @dots{}
19800 for Q'Address use Compute_Address;
19801 @end cartouche
19802 @end smallexample
19803
19804 @noindent
19805 will be rejected by GNAT, since the address cannot be computed at the time
19806 that @code{Q} is declared. To achieve the intended effect, write instead:
19807
19808 @smallexample @c ada
19809 @group
19810 @cartouche
19811 X, Y : Integer := Init_Func;
19812 Q_Address : constant Address := Compute_Address;
19813 Q : String (X .. Y) := "abc";
19814 @dots{}
19815 for Q'Address use Q_Address;
19816 @end cartouche
19817 @end group
19818 @end smallexample
19819
19820 @noindent
19821 which will be accepted by GNAT (and other Ada compilers), and is also
19822 compatible with Ada 83. A fuller description of the restrictions
19823 on address specifications is found in @ref{Top, GNAT Reference Manual,
19824 About This Guide, gnat_rm, GNAT Reference Manual}.
19825
19826 @node Other Representation Clauses
19827 @subsection Other Representation Clauses
19828
19829 @noindent
19830 GNAT implements in a compatible manner all the representation
19831 clauses supported by HP Ada. In addition, GNAT
19832 implements the representation clause forms that were introduced in Ada 95,
19833 including @code{COMPONENT_SIZE} and @code{SIZE} clauses for objects.
19834
19835 @node The Package STANDARD
19836 @section The Package @code{STANDARD}
19837
19838 @noindent
19839 The package @code{STANDARD}, as implemented by HP Ada, is fully
19840 described in the @cite{Ada Reference Manual} and in the
19841 @cite{HP Ada Language Reference Manual}. As implemented by GNAT, the
19842 package @code{STANDARD} is described in the @cite{Ada Reference Manual}.
19843
19844 In addition, HP Ada supports the Latin-1 character set in
19845 the type @code{CHARACTER}. GNAT supports the Latin-1 character set
19846 in the type @code{CHARACTER} and also Unicode (ISO 10646 BMP) in
19847 the type @code{WIDE_CHARACTER}.
19848
19849 The floating-point types supported by GNAT are those
19850 supported by HP Ada, but the defaults are different, and are controlled by
19851 pragmas. See @ref{Floating-Point Types and Representations}, for details.
19852
19853 @node The Package SYSTEM
19854 @section The Package @code{SYSTEM}
19855
19856 @noindent
19857 HP Ada provides a specific version of the package
19858 @code{SYSTEM} for each platform on which the language is implemented.
19859 For the complete spec of the package @code{SYSTEM}, see
19860 Appendix F of the @cite{HP Ada Language Reference Manual}.
19861
19862 On HP Ada, the package @code{SYSTEM} includes the following conversion
19863 functions:
19864 @itemize @bullet
19865 @item @code{TO_ADDRESS(INTEGER)}
19866
19867 @item @code{TO_ADDRESS(UNSIGNED_LONGWORD)}
19868
19869 @item @code{TO_ADDRESS(}@i{universal_integer}@code{)}
19870
19871 @item @code{TO_INTEGER(ADDRESS)}
19872
19873 @item @code{TO_UNSIGNED_LONGWORD(ADDRESS)}
19874
19875 @item Function @code{IMPORT_VALUE return UNSIGNED_LONGWORD} and the
19876 functions @code{IMPORT_ADDRESS} and @code{IMPORT_LARGEST_VALUE}
19877 @end itemize
19878
19879 @noindent
19880 By default, GNAT supplies a version of @code{SYSTEM} that matches
19881 the definition given in the @cite{Ada Reference Manual}.
19882 This
19883 is a subset of the HP system definitions, which is as
19884 close as possible to the original definitions. The only difference
19885 is that the definition of @code{SYSTEM_NAME} is different:
19886
19887 @smallexample @c ada
19888 @cartouche
19889 type Name is (SYSTEM_NAME_GNAT);
19890 System_Name : constant Name := SYSTEM_NAME_GNAT;
19891 @end cartouche
19892 @end smallexample
19893
19894 @noindent
19895 Also, GNAT adds the Ada declarations for
19896 @code{BIT_ORDER} and @code{DEFAULT_BIT_ORDER}.
19897
19898 However, the use of the following pragma causes GNAT
19899 to extend the definition of package @code{SYSTEM} so that it
19900 encompasses the full set of HP-specific extensions,
19901 including the functions listed above:
19902
19903 @smallexample @c ada
19904 @cartouche
19905 pragma Extend_System (Aux_DEC);
19906 @end cartouche
19907 @end smallexample
19908
19909 @noindent
19910 The pragma @code{Extend_System} is a configuration pragma that
19911 is most conveniently placed in the @file{gnat.adc} file. @xref{Pragma
19912 Extend_System,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for further details.
19913
19914 HP Ada does not allow the recompilation of the package
19915 @code{SYSTEM}. Instead HP Ada provides several pragmas
19916 (@code{SYSTEM_NAME}, @code{STORAGE_UNIT}, and @code{MEMORY_SIZE})
19917 to modify values in the package @code{SYSTEM}.
19918 On OpenVMS Alpha systems, the pragma
19919 @code{SYSTEM_NAME} takes the enumeration literal @code{OPENVMS_AXP} as
19920 its single argument.
19921
19922 GNAT does permit the recompilation of package @code{SYSTEM} using
19923 the special switch @option{-gnatg}, and this switch can be used if
19924 it is necessary to modify the definitions in @code{SYSTEM}. GNAT does
19925 not permit the specification of @code{SYSTEM_NAME}, @code{STORAGE_UNIT}
19926 or @code{MEMORY_SIZE} by any other means.
19927
19928 On GNAT systems, the pragma @code{SYSTEM_NAME} takes the
19929 enumeration literal @code{SYSTEM_NAME_GNAT}.
19930
19931 The definitions provided by the use of
19932
19933 @smallexample @c ada
19934 pragma Extend_System (AUX_Dec);
19935 @end smallexample
19936
19937 @noindent
19938 are virtually identical to those provided by the HP Ada 83 package
19939 @code{SYSTEM}. One important difference is that the name of the
19940 @code{TO_ADDRESS}
19941 function for type @code{UNSIGNED_LONGWORD} is changed to
19942 @code{TO_ADDRESS_LONG}.
19943 @xref{Address Clauses,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}, for a
19944 discussion of why this change was necessary.
19945
19946 @noindent
19947 The version of @code{TO_ADDRESS} taking a @i{universal_integer} argument
19948 is in fact
19949 an extension to Ada 83 not strictly compatible with the reference manual.
19950 GNAT, in order to be exactly compatible with the standard,
19951 does not provide this capability. In HP Ada 83, the
19952 point of this definition is to deal with a call like:
19953
19954 @smallexample @c ada
19955 TO_ADDRESS (16#12777#);
19956 @end smallexample
19957
19958 @noindent
19959 Normally, according to Ada 83 semantics, one would expect this to be
19960 ambiguous, since it matches both the @code{INTEGER} and
19961 @code{UNSIGNED_LONGWORD} forms of @code{TO_ADDRESS}.
19962 However, in HP Ada 83, there is no ambiguity, since the
19963 definition using @i{universal_integer} takes precedence.
19964
19965 In GNAT, since the version with @i{universal_integer} cannot be supplied,
19966 it is
19967 not possible to be 100% compatible. Since there are many programs using
19968 numeric constants for the argument to @code{TO_ADDRESS}, the decision in
19969 GNAT was
19970 to change the name of the function in the @code{UNSIGNED_LONGWORD} case,
19971 so the declarations provided in the GNAT version of @code{AUX_Dec} are:
19972
19973 @smallexample @c ada
19974 function To_Address (X : Integer) return Address;
19975 pragma Pure_Function (To_Address);
19976
19977 function To_Address_Long (X : Unsigned_Longword) return Address;
19978 pragma Pure_Function (To_Address_Long);
19979 @end smallexample
19980
19981 @noindent
19982 This means that programs using @code{TO_ADDRESS} for
19983 @code{UNSIGNED_LONGWORD} must change the name to @code{TO_ADDRESS_LONG}.
19984
19985 @node Tasking and Task-Related Features
19986 @section Tasking and Task-Related Features
19987
19988 @noindent
19989 This section compares the treatment of tasking in GNAT
19990 and in HP Ada for OpenVMS Alpha.
19991 The GNAT description applies to both Alpha and I64 OpenVMS.
19992 For detailed information on tasking in
19993 HP Ada, see the @cite{HP Ada Language Reference Manual} and the
19994 relevant run-time reference manual.
19995
19996 @menu
19997 * Implementation of Tasks in HP Ada for OpenVMS Alpha Systems::
19998 * Assigning Task IDs::
19999 * Task IDs and Delays::
20000 * Task-Related Pragmas::
20001 * Scheduling and Task Priority::
20002 * The Task Stack::
20003 * External Interrupts::
20004 @end menu
20005
20006 @node Implementation of Tasks in HP Ada for OpenVMS Alpha Systems
20007 @subsection Implementation of Tasks in HP Ada for OpenVMS Alpha Systems
20008
20009 @noindent
20010 On OpenVMS Alpha systems, each Ada task (except a passive
20011 task) is implemented as a single stream of execution
20012 that is created and managed by the kernel. On these
20013 systems, HP Ada tasking support is based on DECthreads,
20014 an implementation of the POSIX standard for threads.
20015
20016 Also, on OpenVMS Alpha systems, HP Ada tasks and foreign
20017 code that calls DECthreads routines can be used together.
20018 The interaction between Ada tasks and DECthreads routines
20019 can have some benefits. For example when on OpenVMS Alpha,
20020 HP Ada can call C code that is already threaded.
20021
20022 GNAT uses the facilities of DECthreads,
20023 and Ada tasks are mapped to threads.
20024
20025 @node Assigning Task IDs
20026 @subsection Assigning Task IDs
20027
20028 @noindent
20029 The HP Ada Run-Time Library always assigns @code{%TASK 1} to
20030 the environment task that executes the main program. On
20031 OpenVMS Alpha systems, @code{%TASK 0} is often used for tasks
20032 that have been created but are not yet activated.
20033
20034 On OpenVMS Alpha systems, task IDs are assigned at
20035 activation. On GNAT systems, task IDs are also assigned at
20036 task creation but do not have the same form or values as
20037 task ID values in HP Ada. There is no null task, and the
20038 environment task does not have a specific task ID value.
20039
20040 @node Task IDs and Delays
20041 @subsection Task IDs and Delays
20042
20043 @noindent
20044 On OpenVMS Alpha systems, tasking delays are implemented
20045 using Timer System Services. The Task ID is used for the
20046 identification of the timer request (the @code{REQIDT} parameter).
20047 If Timers are used in the application take care not to use
20048 @code{0} for the identification, because cancelling such a timer
20049 will cancel all timers and may lead to unpredictable results.
20050
20051 @node Task-Related Pragmas
20052 @subsection Task-Related Pragmas
20053
20054 @noindent
20055 Ada supplies the pragma @code{TASK_STORAGE}, which allows
20056 specification of the size of the guard area for a task
20057 stack. (The guard area forms an area of memory that has no
20058 read or write access and thus helps in the detection of
20059 stack overflow.) On OpenVMS Alpha systems, if the pragma
20060 @code{TASK_STORAGE} specifies a value of zero, a minimal guard
20061 area is created. In the absence of a pragma @code{TASK_STORAGE},
20062 a default guard area is created.
20063
20064 GNAT supplies the following task-related pragmas:
20065
20066 @itemize @bullet
20067 @item  @code{TASK_INFO}
20068
20069 This pragma appears within a task definition and
20070 applies to the task in which it appears. The argument
20071 must be of type @code{SYSTEM.TASK_INFO.TASK_INFO_TYPE}.
20072
20073 @item  @code{TASK_STORAGE}
20074
20075 GNAT implements pragma @code{TASK_STORAGE} in the same way as HP Ada.
20076 Both HP Ada and GNAT supply the pragmas @code{PASSIVE},
20077 @code{SUPPRESS}, and @code{VOLATILE}.
20078 @end itemize
20079 @node Scheduling and Task Priority
20080 @subsection Scheduling and Task Priority
20081
20082 @noindent
20083 HP Ada implements the Ada language requirement that
20084 when two tasks are eligible for execution and they have
20085 different priorities, the lower priority task does not
20086 execute while the higher priority task is waiting. The HP
20087 Ada Run-Time Library keeps a task running until either the
20088 task is suspended or a higher priority task becomes ready.
20089
20090 On OpenVMS Alpha systems, the default strategy is round-
20091 robin with preemption. Tasks of equal priority take turns
20092 at the processor. A task is run for a certain period of
20093 time and then placed at the tail of the ready queue for
20094 its priority level.
20095
20096 HP Ada provides the implementation-defined pragma @code{TIME_SLICE},
20097 which can be used to enable or disable round-robin
20098 scheduling of tasks with the same priority.
20099 See the relevant HP Ada run-time reference manual for
20100 information on using the pragmas to control HP Ada task
20101 scheduling.
20102
20103 GNAT follows the scheduling rules of Annex D (Real-Time
20104 Annex) of the @cite{Ada Reference Manual}. In general, this
20105 scheduling strategy is fully compatible with HP Ada
20106 although it provides some additional constraints (as
20107 fully documented in Annex D).
20108 GNAT implements time slicing control in a manner compatible with
20109 HP Ada 83, by means of the pragma @code{Time_Slice}, whose semantics
20110 are identical to the HP Ada 83 pragma of the same name.
20111 Note that it is not possible to mix GNAT tasking and
20112 HP Ada 83 tasking in the same program, since the two run-time
20113 libraries are not compatible.
20114
20115 @node The Task Stack
20116 @subsection The Task Stack
20117
20118 @noindent
20119 In HP Ada, a task stack is allocated each time a
20120 non-passive task is activated. As soon as the task is
20121 terminated, the storage for the task stack is deallocated.
20122 If you specify a size of zero (bytes) with @code{T'STORAGE_SIZE},
20123 a default stack size is used. Also, regardless of the size
20124 specified, some additional space is allocated for task
20125 management purposes. On OpenVMS Alpha systems, at least
20126 one page is allocated.
20127
20128 GNAT handles task stacks in a similar manner. In accordance with
20129 the Ada rules, it provides the pragma @code{STORAGE_SIZE} as
20130 an alternative method for controlling the task stack size.
20131 The specification of the attribute @code{T'STORAGE_SIZE} is also
20132 supported in a manner compatible with HP Ada.
20133
20134 @node External Interrupts
20135 @subsection External Interrupts
20136
20137 @noindent
20138 On HP Ada, external interrupts can be associated with task entries.
20139 GNAT is compatible with HP Ada in its handling of external interrupts.
20140
20141 @node Pragmas and Pragma-Related Features
20142 @section Pragmas and Pragma-Related Features
20143
20144 @noindent
20145 Both HP Ada and GNAT supply all language-defined pragmas
20146 as specified by the Ada 83 standard. GNAT also supplies all
20147 language-defined pragmas introduced by Ada 95 and Ada 2005.
20148 In addition, GNAT implements the implementation-defined pragmas
20149 from HP Ada 83.
20150
20151 @itemize @bullet
20152 @item  @code{AST_ENTRY}
20153
20154 @item  @code{COMMON_OBJECT}
20155
20156 @item  @code{COMPONENT_ALIGNMENT}
20157
20158 @item  @code{EXPORT_EXCEPTION}
20159
20160 @item  @code{EXPORT_FUNCTION}
20161
20162 @item  @code{EXPORT_OBJECT}
20163
20164 @item  @code{EXPORT_PROCEDURE}
20165
20166 @item  @code{EXPORT_VALUED_PROCEDURE}
20167
20168 @item  @code{FLOAT_REPRESENTATION}
20169
20170 @item  @code{IDENT}
20171
20172 @item  @code{IMPORT_EXCEPTION}
20173
20174 @item  @code{IMPORT_FUNCTION}
20175
20176 @item  @code{IMPORT_OBJECT}
20177
20178 @item  @code{IMPORT_PROCEDURE}
20179
20180 @item  @code{IMPORT_VALUED_PROCEDURE}
20181
20182 @item  @code{INLINE_GENERIC}
20183
20184 @item  @code{INTERFACE_NAME}
20185
20186 @item  @code{LONG_FLOAT}
20187
20188 @item  @code{MAIN_STORAGE}
20189
20190 @item  @code{PASSIVE}
20191
20192 @item  @code{PSECT_OBJECT}
20193
20194 @item  @code{SHARE_GENERIC}
20195
20196 @item  @code{SUPPRESS_ALL}
20197
20198 @item  @code{TASK_STORAGE}
20199
20200 @item  @code{TIME_SLICE}
20201
20202 @item  @code{TITLE}
20203 @end itemize
20204
20205 @noindent
20206 These pragmas are all fully implemented, with the exception of @code{TITLE},
20207 @code{PASSIVE}, and @code{SHARE_GENERIC}, which are
20208 recognized, but which have no
20209 effect in GNAT. The effect of @code{PASSIVE} may be obtained by the
20210 use of Ada protected objects. In GNAT, all generics are inlined.
20211
20212 Unlike HP Ada, the GNAT ``@code{EXPORT_}@i{subprogram}'' pragmas require
20213 a separate subprogram specification which must appear before the
20214 subprogram body.
20215
20216 GNAT also supplies a number of implementation-defined pragmas including the
20217 following:
20218
20219 @itemize @bullet
20220 @item  @code{ABORT_DEFER}
20221
20222 @item  @code{ADA_83}
20223
20224 @item  @code{ADA_95}
20225
20226 @item  @code{ADA_05}
20227
20228 @item  @code{Ada_2005}
20229
20230 @item  @code{Ada_12}
20231
20232 @item  @code{Ada_2012}
20233
20234 @item  @code{ANNOTATE}
20235
20236 @item  @code{ASSERT}
20237
20238 @item  @code{C_PASS_BY_COPY}
20239
20240 @item  @code{CPP_CLASS}
20241
20242 @item  @code{CPP_CONSTRUCTOR}
20243
20244 @item  @code{CPP_DESTRUCTOR}
20245
20246 @item  @code{DEBUG}
20247
20248 @item  @code{EXTEND_SYSTEM}
20249
20250 @item  @code{LINKER_ALIAS}
20251
20252 @item  @code{LINKER_SECTION}
20253
20254 @item  @code{MACHINE_ATTRIBUTE}
20255
20256 @item  @code{NO_RETURN}
20257
20258 @item  @code{PURE_FUNCTION}
20259
20260 @item  @code{SOURCE_FILE_NAME}
20261
20262 @item  @code{SOURCE_REFERENCE}
20263
20264 @item  @code{TASK_INFO}
20265
20266 @item  @code{UNCHECKED_UNION}
20267
20268 @item  @code{UNIMPLEMENTED_UNIT}
20269
20270 @item  @code{UNIVERSAL_DATA}
20271
20272 @item  @code{UNSUPPRESS}
20273
20274 @item  @code{WARNINGS}
20275
20276 @item  @code{WEAK_EXTERNAL}
20277 @end itemize
20278
20279 @noindent
20280 For full details on these and other GNAT implementation-defined pragmas,
20281 see @ref{Implementation Defined Pragmas,,, gnat_rm, GNAT Reference
20282 Manual}.
20283
20284 @menu
20285 * Restrictions on the Pragma INLINE::
20286 * Restrictions on the Pragma INTERFACE::
20287 * Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME::
20288 @end menu
20289
20290 @node Restrictions on the Pragma INLINE
20291 @subsection Restrictions on Pragma @code{INLINE}
20292
20293 @noindent
20294 HP Ada enforces the following restrictions on the pragma @code{INLINE}:
20295 @itemize @bullet
20296 @item  Parameters cannot have a task type.
20297
20298 @item  Function results cannot be task types, unconstrained
20299 array types, or unconstrained types with discriminants.
20300
20301 @item  Bodies cannot declare the following:
20302 @itemize @bullet
20303 @item  Subprogram body or stub (imported subprogram is allowed)
20304
20305 @item  Tasks
20306
20307 @item  Generic declarations
20308
20309 @item  Instantiations
20310
20311 @item  Exceptions
20312
20313 @item  Access types (types derived from access types allowed)
20314
20315 @item  Array or record types
20316
20317 @item  Dependent tasks
20318
20319 @item  Direct recursive calls of subprogram or containing
20320 subprogram, directly or via a renaming
20321
20322 @end itemize
20323 @end itemize
20324
20325 @noindent
20326 In GNAT, the only restriction on pragma @code{INLINE} is that the
20327 body must occur before the call if both are in the same
20328 unit, and the size must be appropriately small. There are
20329 no other specific restrictions which cause subprograms to
20330 be incapable of being inlined.
20331
20332 @node  Restrictions on the Pragma INTERFACE
20333 @subsection  Restrictions on Pragma @code{INTERFACE}
20334
20335 @noindent
20336 The following restrictions on pragma @code{INTERFACE}
20337 are enforced by both HP Ada and GNAT:
20338 @itemize @bullet
20339 @item  Languages accepted: Ada, Bliss, C, Fortran, Default.
20340 Default is the default on OpenVMS Alpha systems.
20341
20342 @item  Parameter passing: Language specifies default
20343 mechanisms but can be overridden with an @code{EXPORT} pragma.
20344
20345 @itemize @bullet
20346 @item  Ada: Use internal Ada rules.
20347
20348 @item  Bliss, C: Parameters must be mode @code{in}; cannot be
20349 record or task type. Result cannot be a string, an
20350 array, or a record.
20351
20352 @item  Fortran: Parameters cannot have a task type. Result cannot
20353 be a string, an array, or a record.
20354 @end itemize
20355 @end itemize
20356
20357 @noindent
20358 GNAT is entirely upwards compatible with HP Ada, and in addition allows
20359 record parameters for all languages.
20360
20361 @node  Restrictions on the Pragma SYSTEM_NAME
20362 @subsection  Restrictions on Pragma @code{SYSTEM_NAME}
20363
20364 @noindent
20365 For HP Ada for OpenVMS Alpha, the enumeration literal
20366 for the type @code{NAME} is @code{OPENVMS_AXP}.
20367 In GNAT, the enumeration
20368 literal for the type @code{NAME} is @code{SYSTEM_NAME_GNAT}.
20369
20370 @node  Library of Predefined Units
20371 @section  Library of Predefined Units
20372
20373 @noindent
20374 A library of predefined units is provided as part of the
20375 HP Ada and GNAT implementations. HP Ada does not provide
20376 the package @code{MACHINE_CODE} but instead recommends importing
20377 assembler code.
20378
20379 The GNAT versions of the HP Ada Run-Time Library (@code{ADA$PREDEFINED:})
20380 units are taken from the OpenVMS Alpha version, not the OpenVMS VAX
20381 version.
20382 The HP Ada Predefined Library units are modified to remove post-Ada 83
20383 incompatibilities and to make them interoperable with GNAT
20384 (@pxref{Changes to DECLIB}, for details).
20385 The units are located in the @file{DECLIB} directory.
20386
20387 The GNAT RTL is contained in
20388 the @file{ADALIB} directory, and
20389 the default search path is set up to find @code{DECLIB} units in preference
20390 to @code{ADALIB} units with the same name (@code{TEXT_IO},
20391 @code{SEQUENTIAL_IO}, and @code{DIRECT_IO}, for example).
20392
20393 @menu
20394 * Changes to DECLIB::
20395 @end menu
20396
20397 @node Changes to DECLIB
20398 @subsection Changes to @code{DECLIB}
20399
20400 @noindent
20401 The changes made to the HP Ada predefined library for GNAT and post-Ada 83
20402 compatibility are minor and include the following:
20403
20404 @itemize @bullet
20405 @item  Adjusting the location of pragmas and record representation
20406 clauses to obey Ada 95 (and thus Ada 2005) rules
20407
20408 @item  Adding the proper notation to generic formal parameters
20409 that take unconstrained types in instantiation
20410
20411 @item  Adding pragma @code{ELABORATE_BODY} to package specs
20412 that have package bodies not otherwise allowed
20413
20414 @item  Replacing occurrences of the identifier ``@code{PROTECTED}'' by
20415 ``@code{PROTECTD}''.
20416 Currently these are found only in the @code{STARLET} package spec.
20417
20418 @item Changing @code{SYSTEM.ADDRESS} to @code{SYSTEM.SHORT_ADDRESS}
20419 where the address size is constrained to 32 bits.
20420 @end itemize
20421
20422 @noindent
20423 None of the above changes is visible to users.
20424
20425 @node Bindings
20426 @section Bindings
20427
20428 @noindent
20429 On OpenVMS Alpha, HP Ada provides the following strongly-typed bindings:
20430 @itemize @bullet
20431
20432 @item  Command Language Interpreter (CLI interface)
20433
20434 @item  DECtalk Run-Time Library (DTK interface)
20435
20436 @item  Librarian utility routines (LBR interface)
20437
20438 @item  General Purpose Run-Time Library (LIB interface)
20439
20440 @item  Math Run-Time Library (MTH interface)
20441
20442 @item  National Character Set Run-Time Library (NCS interface)
20443
20444 @item  Compiled Code Support Run-Time Library (OTS interface)
20445
20446 @item  Parallel Processing Run-Time Library (PPL interface)
20447
20448 @item  Screen Management Run-Time Library (SMG interface)
20449
20450 @item  Sort Run-Time Library (SOR interface)
20451
20452 @item  String Run-Time Library (STR interface)
20453
20454 @item STARLET System Library
20455 @findex Starlet
20456
20457 @item  X Window System Version 11R4 and 11R5 (X, XLIB interface)
20458
20459 @item  X Windows Toolkit (XT interface)
20460
20461 @item  X/Motif Version 1.1.3 and 1.2 (XM interface)
20462 @end itemize
20463
20464 @noindent
20465 GNAT provides implementations of these HP bindings in the @code{DECLIB}
20466 directory, on both the Alpha and I64 OpenVMS platforms.
20467
20468 The X/Motif bindings used to build @code{DECLIB} are whatever versions are
20469 in the
20470 HP Ada @file{ADA$PREDEFINED} directory with extension @file{.ADC}.
20471 A pragma @code{Linker_Options} has been added to packages @code{Xm},
20472 @code{Xt}, and @code{X_Lib}
20473 causing the default X/Motif sharable image libraries to be linked in. This
20474 is done via options files named @file{xm.opt}, @file{xt.opt}, and
20475 @file{x_lib.opt} (also located in the @file{DECLIB} directory).
20476
20477 It may be necessary to edit these options files to update or correct the
20478 library names if, for example, the newer X/Motif bindings from
20479 @file{ADA$EXAMPLES}
20480 had been (previous to installing GNAT) copied and renamed to supersede the
20481 default @file{ADA$PREDEFINED} versions.
20482
20483 @menu
20484 * Shared Libraries and Options Files::
20485 * Interfaces to C::
20486 @end menu
20487
20488 @node Shared Libraries and Options Files
20489 @subsection Shared Libraries and Options Files
20490
20491 @noindent
20492 When using the HP Ada
20493 predefined X and Motif bindings, the linking with their sharable images is
20494 done automatically by @command{GNAT LINK}.
20495 When using other X and Motif bindings, you need
20496 to add the corresponding sharable images to the command line for
20497 @code{GNAT LINK}. When linking with shared libraries, or with
20498 @file{.OPT} files, you must
20499 also add them to the command line for @command{GNAT LINK}.
20500
20501 A shared library to be used with GNAT is built in the same way as other
20502 libraries under VMS. The VMS Link command can be used in standard fashion.
20503
20504 @node Interfaces to C
20505 @subsection Interfaces to C
20506
20507 @noindent
20508 HP Ada
20509 provides the following Ada types and operations:
20510
20511 @itemize @bullet
20512 @item C types package (@code{C_TYPES})
20513
20514 @item C strings (@code{C_TYPES.NULL_TERMINATED})
20515
20516 @item Other_types (@code{SHORT_INT})
20517 @end itemize
20518
20519 @noindent
20520 Interfacing to C with GNAT, you can use the above approach
20521 described for HP Ada or the facilities of Annex B of
20522 the @cite{Ada Reference Manual} (packages @code{INTERFACES.C},
20523 @code{INTERFACES.C.STRINGS} and @code{INTERFACES.C.POINTERS}). For more
20524 information, see @ref{Interfacing to C,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}.
20525
20526 The @option{-gnatF} qualifier forces default and explicit
20527 @code{External_Name} parameters in pragmas @code{Import} and @code{Export}
20528 to be uppercased for compatibility with the default behavior
20529 of HP C. The qualifier has no effect on @code{Link_Name} parameters.
20530
20531 @node Main Program Definition
20532 @section Main Program Definition
20533
20534 @noindent
20535 The following section discusses differences in the
20536 definition of main programs on HP Ada and GNAT.
20537 On HP Ada, main programs are defined to meet the
20538 following conditions:
20539 @itemize @bullet
20540 @item  Procedure with no formal parameters (returns @code{0} upon
20541 normal completion)
20542
20543 @item  Procedure with no formal parameters (returns @code{42} when
20544 an unhandled exception is raised)
20545
20546 @item  Function with no formal parameters whose returned value
20547 is of a discrete type
20548
20549 @item  Procedure with one @code{out} formal of a discrete type for
20550 which a specification of pragma @code{EXPORT_VALUED_PROCEDURE} is given.
20551
20552 @end itemize
20553
20554 @noindent
20555 When declared with the pragma @code{EXPORT_VALUED_PROCEDURE},
20556 a main function or main procedure returns a discrete
20557 value whose size is less than 64 bits (32 on VAX systems),
20558 the value is zero- or sign-extended as appropriate.
20559 On GNAT, main programs are defined as follows:
20560 @itemize @bullet
20561 @item  Must be a non-generic, parameterless subprogram that
20562 is either a procedure or function returning an Ada
20563 @code{STANDARD.INTEGER} (the predefined type)
20564
20565 @item  Cannot be a generic subprogram or an instantiation of a
20566 generic subprogram
20567 @end itemize
20568
20569 @node Implementation-Defined Attributes
20570 @section Implementation-Defined Attributes
20571
20572 @noindent
20573 GNAT provides all HP Ada implementation-defined
20574 attributes.
20575
20576 @node Compiler and Run-Time Interfacing
20577 @section Compiler and Run-Time Interfacing
20578
20579 @noindent
20580 HP Ada provides the following qualifiers to pass options to the linker
20581 (ACS LINK):
20582 @itemize @bullet
20583 @item  @option{/WAIT} and @option{/SUBMIT}
20584
20585 @item  @option{/COMMAND}
20586
20587 @item  @option{/@r{[}NO@r{]}MAP}
20588
20589 @item  @option{/OUTPUT=@var{file-spec}}
20590
20591 @item  @option{/@r{[}NO@r{]}DEBUG} and @option{/@r{[}NO@r{]}TRACEBACK}
20592 @end itemize
20593
20594 @noindent
20595 To pass options to the linker, GNAT provides the following
20596 switches:
20597
20598 @itemize @bullet
20599 @item   @option{/EXECUTABLE=@var{exec-name}}
20600
20601 @item   @option{/VERBOSE}
20602
20603 @item   @option{/@r{[}NO@r{]}DEBUG} and @option{/@r{[}NO@r{]}TRACEBACK}
20604 @end itemize
20605
20606 @noindent
20607 For more information on these switches, see
20608 @ref{Switches for gnatlink}.
20609 In HP Ada, the command-line switch @option{/OPTIMIZE} is available
20610 to control optimization. HP Ada also supplies the
20611 following pragmas:
20612 @itemize @bullet
20613 @item  @code{OPTIMIZE}
20614
20615 @item  @code{INLINE}
20616
20617 @item  @code{INLINE_GENERIC}
20618
20619 @item  @code{SUPPRESS_ALL}
20620
20621 @item  @code{PASSIVE}
20622 @end itemize
20623
20624 @noindent
20625 In GNAT, optimization is controlled strictly by command
20626 line parameters, as described in the corresponding section of this guide.
20627 The HP pragmas for control of optimization are
20628 recognized but ignored.
20629
20630 Note that in GNAT, the default is optimization off, whereas in HP Ada
20631 the default is that optimization is turned on.
20632
20633 @node Program Compilation and Library Management
20634 @section Program Compilation and Library Management
20635
20636 @noindent
20637 HP Ada and GNAT provide a comparable set of commands to
20638 build programs. HP Ada also provides a program library,
20639 which is a concept that does not exist on GNAT. Instead,
20640 GNAT provides directories of sources that are compiled as
20641 needed.
20642
20643 The following table summarizes
20644 the HP Ada commands and provides
20645 equivalent GNAT commands. In this table, some GNAT
20646 equivalents reflect the fact that GNAT does not use the
20647 concept of a program library. Instead, it uses a model
20648 in which collections of source and object files are used
20649 in a manner consistent with other languages like C and
20650 Fortran. Therefore, standard system file commands are used
20651 to manipulate these elements. Those GNAT commands are marked with
20652 an asterisk.
20653 Note that, unlike HP Ada, none of the GNAT commands accepts wild cards.
20654
20655 @need 1500
20656 @multitable @columnfractions .35 .65
20657
20658 @item @emph{HP Ada Command}
20659 @tab @emph{GNAT Equivalent / Description}
20660
20661 @item @command{ADA}
20662 @tab @command{GNAT COMPILE}@*
20663 Invokes the compiler to compile one or more Ada source files.
20664
20665 @item @command{ACS ATTACH}@*
20666 @tab [No equivalent]@*
20667 Switches control of terminal from current process running the program
20668 library manager.
20669
20670 @item @command{ACS CHECK}
20671 @tab @command{GNAT MAKE /DEPENDENCY_LIST}@*
20672 Forms the execution closure of one
20673 or more compiled units and checks completeness and currency.
20674
20675 @item @command{ACS COMPILE}
20676 @tab @command{GNAT MAKE /ACTIONS=COMPILE}@*
20677 Forms the execution closure of one or
20678 more specified units, checks completeness and currency,
20679 identifies units that have revised source files, compiles same,
20680 and recompiles units that are or will become obsolete.
20681 Also completes incomplete generic instantiations.
20682
20683 @item @command{ACS COPY FOREIGN}
20684 @tab Copy (*)@*
20685 Copies a foreign object file into the program library as a
20686 library unit body.
20687
20688 @item @command{ACS COPY UNIT}
20689 @tab Copy (*)@*
20690 Copies a compiled unit from one program library to another.
20691
20692 @item @command{ACS CREATE LIBRARY}
20693 @tab Create /directory (*)@*
20694 Creates a program library.
20695
20696 @item @command{ACS CREATE SUBLIBRARY}
20697 @tab Create /directory (*)@*
20698 Creates a program sublibrary.
20699
20700 @item @command{ACS DELETE LIBRARY}
20701 @tab @*
20702 Deletes a program library and its contents.
20703
20704 @item @command{ACS DELETE SUBLIBRARY}
20705 @tab @*
20706 Deletes a program sublibrary and its contents.
20707
20708 @item @command{ACS DELETE UNIT}
20709 @tab Delete file (*)@*
20710 On OpenVMS systems, deletes one or more compiled units from
20711 the current program library.
20712
20713 @item @command{ACS DIRECTORY}
20714 @tab Directory (*)@*
20715 On OpenVMS systems, lists units contained in the current
20716 program library.
20717
20718 @item @command{ACS ENTER FOREIGN}
20719 @tab Copy (*)@*
20720 Allows the import of a foreign body as an Ada library
20721 spec and enters a reference to a pointer.
20722
20723 @item @command{ACS ENTER UNIT}
20724 @tab Copy (*)@*
20725 Enters a reference (pointer) from the current program library to
20726 a unit compiled into another program library.
20727
20728 @item @command{ACS EXIT}
20729 @tab [No equivalent]@*
20730 Exits from the program library manager.
20731
20732 @item @command{ACS EXPORT}
20733 @tab Copy (*)@*
20734 Creates an object file that contains system-specific object code
20735 for one or more units. With GNAT, object files can simply be copied
20736 into the desired directory.
20737
20738 @item @command{ACS EXTRACT SOURCE}
20739 @tab Copy (*)@*
20740 Allows access to the copied source file for each Ada compilation unit
20741
20742 @item @command{ACS HELP}
20743 @tab @command{HELP GNAT}@*
20744 Provides online help.
20745
20746 @item @command{ACS LINK}
20747 @tab @command{GNAT LINK}@*
20748 Links an object file containing Ada units into an executable file.
20749
20750 @item @command{ACS LOAD}
20751 @tab Copy (*)@*
20752 Loads (partially compiles) Ada units into the program library.
20753 Allows loading a program from a collection of files into a library
20754 without knowing the relationship among units.
20755
20756 @item @command{ACS MERGE}
20757 @tab Copy (*)@*
20758 Merges into the current program library, one or more units from
20759 another library where they were modified.
20760
20761 @item @command{ACS RECOMPILE}
20762 @tab @command{GNAT MAKE /ACTIONS=COMPILE}@*
20763 Recompiles from   external or copied source files any obsolete
20764 unit in the closure. Also, completes any incomplete generic
20765 instantiations.
20766
20767 @item @command{ACS REENTER}
20768 @tab @command{GNAT MAKE}@*
20769 Reenters current references to units compiled after last entered
20770 with the @command{ACS ENTER UNIT} command.
20771
20772 @item @command{ACS SET LIBRARY}
20773 @tab Set default (*)@*
20774 Defines a program library to be the compilation context as well
20775 as the target library for compiler output and commands in general.
20776
20777 @item @command{ACS SET PRAGMA}
20778 @tab Edit @file{gnat.adc} (*)@*
20779 Redefines specified  values of the library characteristics
20780 @code{LONG_ FLOAT}, @code{MEMORY_SIZE}, @code{SYSTEM_NAME},
20781 and @code{Float_Representation}.
20782
20783 @item @command{ACS SET SOURCE}
20784 @tab Define @code{ADA_INCLUDE_PATH} path (*)@*
20785 Defines the source file search list for the @command{ACS COMPILE} command.
20786
20787 @item @command{ACS SHOW LIBRARY}
20788 @tab Directory (*)@*
20789 Lists information about one or more program libraries.
20790
20791 @item @command{ACS SHOW PROGRAM}
20792 @tab [No equivalent]@*
20793 Lists information about the execution closure of one or
20794 more units in the program library.
20795
20796 @item @command{ACS SHOW SOURCE}
20797 @tab Show logical @code{ADA_INCLUDE_PATH}@*
20798 Shows the source file search used when compiling units.
20799
20800 @item @command{ACS SHOW VERSION}
20801 @tab Compile with @option{VERBOSE} option
20802 Displays the version number of the compiler and program library
20803 manager used.
20804
20805 @item @command{ACS SPAWN}
20806 @tab [No equivalent]@*
20807 Creates a subprocess of the current process (same as @command{DCL SPAWN}
20808 command).
20809
20810 @item @command{ACS VERIFY}
20811 @tab [No equivalent]@*
20812 Performs a series of consistency checks on a program library to
20813 determine whether the library structure and library files are in
20814 valid form.
20815 @end multitable
20816
20817 @noindent
20818
20819 @node Input-Output
20820 @section Input-Output
20821
20822 @noindent
20823 On OpenVMS Alpha systems, HP Ada uses OpenVMS Record
20824 Management Services (RMS) to perform operations on
20825 external files.
20826
20827 @noindent
20828 HP Ada and GNAT predefine an identical set of input-
20829 output packages. To make the use of the
20830 generic @code{TEXT_IO} operations more convenient, HP Ada
20831 provides predefined library packages that instantiate the
20832 integer and floating-point operations for the predefined
20833 integer and floating-point types as shown in the following table.
20834
20835 @multitable @columnfractions .45 .55
20836 @item @emph{Package Name} @tab Instantiation
20837
20838 @item @code{INTEGER_TEXT_IO}
20839 @tab @code{INTEGER_IO(INTEGER)}
20840
20841 @item @code{SHORT_INTEGER_TEXT_IO}
20842 @tab @code{INTEGER_IO(SHORT_INTEGER)}
20843
20844 @item @code{SHORT_SHORT_INTEGER_TEXT_IO}
20845 @tab @code{INTEGER_IO(SHORT_SHORT_INTEGER)}
20846
20847 @item @code{FLOAT_TEXT_IO}
20848 @tab @code{FLOAT_IO(FLOAT)}
20849
20850 @item @code{LONG_FLOAT_TEXT_IO}
20851 @tab @code{FLOAT_IO(LONG_FLOAT)}
20852 @end multitable
20853
20854 @noindent
20855 The HP Ada predefined packages and their operations
20856 are implemented using OpenVMS Alpha files and input-output
20857 facilities. HP Ada supports asynchronous input-output on OpenVMS Alpha.
20858 Familiarity with the following is recommended:
20859 @itemize @bullet
20860 @item  RMS file organizations and access methods
20861
20862 @item  OpenVMS file specifications and directories
20863
20864 @item  OpenVMS File Definition Language (FDL)
20865 @end itemize
20866
20867 @noindent
20868 GNAT provides I/O facilities that are completely
20869 compatible with HP Ada. The distribution includes the
20870 standard HP Ada versions of all I/O packages, operating
20871 in a manner compatible with HP Ada. In particular, the
20872 following packages are by default the HP Ada (Ada 83)
20873 versions of these packages rather than the renamings
20874 suggested in Annex J of the Ada Reference Manual:
20875 @itemize @bullet
20876 @item  @code{TEXT_IO}
20877
20878 @item  @code{SEQUENTIAL_IO}
20879
20880 @item  @code{DIRECT_IO}
20881 @end itemize
20882
20883 @noindent
20884 The use of the standard child package syntax (for
20885 example, @code{ADA.TEXT_IO}) retrieves the post-Ada 83 versions of these
20886 packages.
20887 GNAT provides HP-compatible predefined instantiations
20888 of the @code{TEXT_IO} packages, and also
20889 provides the standard predefined instantiations required
20890 by the @cite{Ada Reference Manual}.
20891
20892 For further information on how GNAT interfaces to the file
20893 system or how I/O is implemented in programs written in
20894 mixed languages, see @ref{Implementation of the Standard I/O,,,
20895 gnat_rm, GNAT Reference Manual}.
20896 This chapter covers the following:
20897 @itemize @bullet
20898 @item  Standard I/O packages
20899
20900 @item  @code{FORM} strings
20901
20902 @item  @code{ADA.DIRECT_IO}
20903
20904 @item  @code{ADA.SEQUENTIAL_IO}
20905
20906 @item  @code{ADA.TEXT_IO}
20907
20908 @item  Stream pointer positioning
20909
20910 @item  Reading and writing non-regular files
20911
20912 @item  @code{GET_IMMEDIATE}
20913
20914 @item  Treating @code{TEXT_IO} files as streams
20915
20916 @item  Shared files
20917
20918 @item  Open modes
20919 @end itemize
20920
20921 @node Implementation Limits
20922 @section Implementation Limits
20923
20924 @noindent
20925 The following table lists implementation limits for HP Ada
20926 and GNAT systems.
20927 @multitable @columnfractions .60 .20 .20
20928 @sp 1
20929 @item  @emph{Compilation Parameter}
20930 @tab   @emph{HP Ada}
20931 @tab   @emph{GNAT}
20932 @sp 1
20933
20934 @item  In a subprogram or entry  declaration, maximum number of
20935 formal parameters that are of an unconstrained record type
20936 @tab   32
20937 @tab   No set limit
20938 @sp 1
20939
20940 @item  Maximum identifier length (number of characters)
20941 @tab   255
20942 @tab   32766
20943 @sp 1
20944
20945 @item  Maximum number of characters in a source line
20946 @tab   255
20947 @tab   32766
20948 @sp 1
20949
20950 @item  Maximum collection size   (number of bytes)
20951 @tab   2**31-1
20952 @tab   2**31-1
20953 @sp 1
20954
20955 @item  Maximum number of discriminants for a record type
20956 @tab   245
20957 @tab   No set limit
20958 @sp 1
20959
20960 @item  Maximum number of formal parameters in an entry or
20961 subprogram declaration
20962 @tab   246
20963 @tab    No set limit
20964 @sp 1
20965
20966 @item  Maximum number of dimensions in an array type
20967 @tab   255
20968 @tab   No set limit
20969 @sp 1
20970
20971 @item  Maximum number of library  units and subunits in a compilation.
20972 @tab   4095
20973 @tab   No set limit
20974 @sp 1
20975
20976 @item  Maximum number of library units and subunits in an execution.
20977 @tab   16383
20978 @tab   No set limit
20979 @sp 1
20980
20981 @item  Maximum number of objects declared with the pragma @code{COMMON_OBJECT}
20982 or @code{PSECT_OBJECT}
20983 @tab   32757
20984 @tab   No set limit
20985 @sp 1
20986
20987 @item  Maximum number of enumeration literals in an enumeration type
20988 definition
20989 @tab   65535
20990 @tab   No set limit
20991 @sp 1
20992
20993 @item  Maximum number of lines in a source file
20994 @tab   65534
20995 @tab   No set limit
20996 @sp 1
20997
20998 @item  Maximum number of bits in any object
20999 @tab   2**31-1
21000 @tab   2**31-1
21001 @sp 1
21002
21003 @item  Maximum size of the static portion of a stack frame (approximate)
21004 @tab   2**31-1
21005 @tab   2**31-1
21006 @end multitable
21007
21008 @node Tools and Utilities
21009 @section Tools and Utilities
21010
21011 @noindent
21012 The following table lists some of the OpenVMS development tools
21013 available for HP Ada, and the corresponding tools for
21014 use with @value{EDITION} on Alpha and I64 platforms.
21015 Aside from the debugger, all the OpenVMS tools identified are part
21016 of the DECset package.
21017
21018 @iftex
21019 @c Specify table in TeX since Texinfo does a poor job
21020 @tex
21021 \smallskip
21022 \smallskip
21023 \settabs\+Language-Sensitive Editor\quad
21024    &Product with HP Ada\quad
21025    &\cr
21026 \+\it Tool
21027    &\it Product with HP Ada
21028    & \it Product with GNAT Pro\cr
21029 \smallskip
21030 \+Code Management System
21031    &HP CMS
21032    & HP CMS\cr
21033 \smallskip
21034 \+Language-Sensitive Editor
21035    &HP LSE
21036    & emacs or HP LSE (Alpha)\cr
21037 \+
21038    &
21039    & HP LSE (I64)\cr
21040 \smallskip
21041 \+Debugger
21042    &OpenVMS Debug
21043    & gdb (Alpha),\cr
21044 \+
21045    &
21046    & OpenVMS Debug (I64)\cr
21047 \smallskip
21048 \+Source Code Analyzer /
21049    &HP SCA
21050    & GNAT XREF\cr
21051 \+Cross Referencer
21052    &
21053    &\cr
21054 \smallskip
21055 \+Test Manager
21056    &HP Digital Test
21057    & HP DTM\cr
21058 \+
21059    &Manager (DTM)
21060    &\cr
21061 \smallskip
21062 \+Performance and
21063    & HP PCA
21064    & HP PCA\cr
21065 \+Coverage Analyzer
21066    &
21067    &\cr
21068 \smallskip
21069 \+Module Management
21070    & HP MMS
21071    & Not applicable\cr
21072 \+ System
21073    &
21074    &\cr
21075 \smallskip
21076 \smallskip
21077 @end tex
21078 @end iftex
21079
21080 @ifnottex
21081 @c This is the Texinfo version of the table.  It renders poorly in pdf, hence
21082 @c the TeX version above for the printed version
21083 @flushleft
21084 @c @multitable @columnfractions .3 .4 .4
21085 @multitable {Source Code Analyzer /}{Tool with HP Ada}{Tool with GNAT Pro}
21086 @item @i{Tool}
21087 @tab @i{Tool with HP Ada}
21088 @tab @i{Tool with @value{EDITION}}
21089 @item Code Management@*System
21090 @tab HP CMS
21091 @tab HP CMS
21092 @item Language-Sensitive@*Editor
21093 @tab HP LSE
21094 @tab emacs or HP LSE (Alpha)
21095 @item
21096 @tab
21097 @tab HP LSE (I64)
21098 @item Debugger
21099 @tab OpenVMS Debug
21100 @tab gdb (Alpha),
21101 @item
21102 @tab
21103 @tab OpenVMS Debug (I64)
21104 @item Source Code Analyzer /@*Cross Referencer
21105 @tab HP SCA
21106 @tab GNAT XREF
21107 @item Test Manager
21108 @tab HP Digital Test@*Manager (DTM)
21109 @tab HP DTM
21110 @item Performance and@*Coverage Analyzer
21111 @tab HP PCA
21112 @tab HP PCA
21113 @item Module Management@*System
21114 @tab HP MMS
21115 @tab Not applicable
21116 @end multitable
21117 @end flushleft
21118 @end ifnottex
21119
21120 @end ifset
21121
21122 @c **************************************
21123 @node Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries
21124 @appendix Platform-Specific Information for the Run-Time Libraries
21125 @cindex Tasking and threads libraries
21126 @cindex Threads libraries and tasking
21127 @cindex Run-time libraries (platform-specific information)
21128
21129 @noindent
21130 The GNAT run-time implementation may vary with respect to both the
21131 underlying threads library and the exception handling scheme.
21132 For threads support, one or more of the following are supplied:
21133 @itemize @bullet
21134 @item @b{native threads library}, a binding to the thread package from
21135 the underlying operating system
21136
21137 @item @b{pthreads library} (Sparc Solaris only), a binding to the Solaris
21138 POSIX thread package
21139 @end itemize
21140
21141 @noindent
21142 For exception handling, either or both of two models are supplied:
21143 @itemize @bullet
21144 @item @b{Zero-Cost Exceptions} (``ZCX''),@footnote{
21145 Most programs should experience a substantial speed improvement by
21146 being compiled with a ZCX run-time.
21147 This is especially true for
21148 tasking applications or applications with many exception handlers.}
21149 @cindex Zero-Cost Exceptions
21150 @cindex ZCX (Zero-Cost Exceptions)
21151 which uses binder-generated tables that
21152 are interrogated at run time to locate a handler
21153
21154 @item @b{setjmp / longjmp} (``SJLJ''),
21155 @cindex setjmp/longjmp Exception Model
21156 @cindex SJLJ (setjmp/longjmp Exception Model)
21157 which uses dynamically-set data to establish
21158 the set of handlers
21159 @end itemize
21160
21161 @noindent
21162 This appendix summarizes which combinations of threads and exception support
21163 are supplied on various GNAT platforms.
21164 It then shows how to select a particular library either
21165 permanently or temporarily,
21166 explains the properties of (and tradeoffs among) the various threads
21167 libraries, and provides some additional
21168 information about several specific platforms.
21169
21170 @menu
21171 * Summary of Run-Time Configurations::
21172 * Specifying a Run-Time Library::
21173 * Choosing the Scheduling Policy::
21174 * Solaris-Specific Considerations::
21175 * Linux-Specific Considerations::
21176 * AIX-Specific Considerations::
21177 * Irix-Specific Considerations::
21178 * RTX-Specific Considerations::
21179 * HP-UX-Specific Considerations::
21180 @end menu
21181
21182 @node Summary of Run-Time Configurations
21183 @section Summary of Run-Time Configurations
21184
21185 @multitable @columnfractions .30 .70
21186 @item @b{alpha-openvms}
21187 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21188 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native VMS threads
21189 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21190 @*
21191 @item @b{alpha-tru64}
21192 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21193 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native TRU64 threads
21194 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21195 @*
21196 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
21197 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native TRU64 threads
21198 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21199 @*
21200 @item @b{ia64-hp_linux}
21201 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21202 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21203 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21204 @*
21205 @item @b{ia64-hpux}
21206 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21207 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native HP-UX threads
21208 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21209 @*
21210 @item @b{ia64-openvms}
21211 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21212 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native VMS threads
21213 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21214 @*
21215 @item @b{ia64-sgi_linux}
21216 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21217 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21218 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21219 @*
21220 @item @b{mips-irix}
21221 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21222 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native IRIX threads
21223 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21224 @*
21225 @item @b{pa-hpux}
21226 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21227 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native HP-UX threads
21228 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21229 @*
21230 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
21231 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native HP-UX threads
21232 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21233 @*
21234 @item @b{ppc-aix}
21235 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21236 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native AIX threads
21237 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21238 @*
21239 @item @b{ppc-darwin}
21240 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21241 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native MacOS threads
21242 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21243 @*
21244 @item @b{sparc-solaris}  @tab
21245 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21246 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Solaris threads library
21247 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21248 @*
21249 @item @code{@ @ }@i{rts-pthread}
21250 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21251 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21252 @*
21253 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
21254 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Solaris threads library
21255 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21256 @*
21257 @item @b{sparc64-solaris}  @tab
21258 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21259 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Solaris threads library
21260 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21261 @*
21262 @item @b{x86-linux}
21263 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21264 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21265 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21266 @*
21267 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
21268 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21269 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21270 @*
21271 @item @b{x86-lynx}
21272 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21273 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native LynxOS threads
21274 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21275 @*
21276 @item @b{x86-solaris}
21277 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21278 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Solaris threads
21279 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21280 @*
21281 @item @b{x86-windows}
21282 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21283 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Win32 threads
21284 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21285 @*
21286 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj (default)}
21287 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab native Win32 threads
21288 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21289 @*
21290 @item @b{x86-windows-rtx}
21291 @item @code{@ @ }@i{rts-rtx-rtss (default)}
21292 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab RTX real-time subsystem RTSS threads (kernel mode)
21293 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21294 @*
21295 @item @code{@ @ }@i{rts-rtx-w32}
21296 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab RTX Win32 threads (user mode)
21297 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21298 @*
21299 @item @b{x86_64-linux}
21300 @item @code{@ @ }@i{rts-native (default)}
21301 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21302 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab ZCX
21303 @*
21304 @item @code{@ @ }@i{rts-sjlj}
21305 @item @code{@ @ @ @ }Tasking    @tab pthread library
21306 @item @code{@ @ @ @ }Exceptions @tab SJLJ
21307 @*
21308 @end multitable
21309
21310 @node Specifying a Run-Time Library
21311 @section Specifying a Run-Time Library
21312
21313 @noindent
21314 The @file{adainclude} subdirectory containing the sources of the GNAT
21315 run-time library, and the @file{adalib} subdirectory containing the
21316 @file{ALI} files and the static and/or shared GNAT library, are located
21317 in the gcc target-dependent area:
21318
21319 @smallexample
21320 target=$prefix/lib/gcc/gcc-@i{dumpmachine}/gcc-@i{dumpversion}/
21321 @end smallexample
21322
21323 @noindent
21324 As indicated above, on some platforms several run-time libraries are supplied.
21325 These libraries are installed in the target dependent area and
21326 contain a complete source and binary subdirectory. The detailed description
21327 below explains the differences between the different libraries in terms of
21328 their thread support.
21329
21330 The default run-time library (when GNAT is installed) is @emph{rts-native}.
21331 This default run time is selected by the means of soft links.
21332 For example on x86-linux:
21333
21334 @smallexample
21335 @group
21336  $(target-dir)
21337      |
21338      +--- adainclude----------+
21339      |                        |
21340      +--- adalib-----------+  |
21341      |                     |  |
21342      +--- rts-native       |  |
21343      |    |                |  |
21344      |    +--- adainclude <---+
21345      |    |                |
21346      |    +--- adalib <----+
21347      |
21348      +--- rts-sjlj
21349           |
21350           +--- adainclude
21351           |
21352           +--- adalib
21353 @end group
21354 @end smallexample
21355
21356 @noindent
21357 If the @i{rts-sjlj} library is to be selected on a permanent basis,
21358 these soft links can be modified with the following commands:
21359
21360 @smallexample
21361 $ cd $target
21362 $ rm -f adainclude adalib
21363 $ ln -s rts-sjlj/adainclude adainclude
21364 $ ln -s rts-sjlj/adalib adalib
21365 @end smallexample
21366
21367 @noindent
21368 Alternatively, you can specify @file{rts-sjlj/adainclude} in the file
21369 @file{$target/ada_source_path} and @file{rts-sjlj/adalib} in
21370 @file{$target/ada_object_path}.
21371
21372 Selecting another run-time library temporarily can be
21373 achieved by using the @option{--RTS} switch, e.g., @option{--RTS=sjlj}
21374 @cindex @option{--RTS} option
21375
21376 @node Choosing the Scheduling Policy
21377 @section Choosing the Scheduling Policy
21378
21379 @noindent
21380 When using a POSIX threads implementation, you have a choice of several
21381 scheduling policies: @code{SCHED_FIFO},
21382 @cindex @code{SCHED_FIFO} scheduling policy
21383 @code{SCHED_RR}
21384 @cindex @code{SCHED_RR} scheduling policy
21385 and @code{SCHED_OTHER}.
21386 @cindex @code{SCHED_OTHER} scheduling policy
21387 Typically, the default is @code{SCHED_OTHER}, while using @code{SCHED_FIFO}
21388 or @code{SCHED_RR} requires special (e.g., root) privileges.
21389
21390 By default, GNAT uses the @code{SCHED_OTHER} policy. To specify
21391 @code{SCHED_FIFO},
21392 @cindex @code{SCHED_FIFO} scheduling policy
21393 you can use one of the following:
21394
21395 @itemize @bullet
21396 @item
21397 @code{pragma Time_Slice (0.0)}
21398 @cindex pragma Time_Slice
21399 @item
21400 the corresponding binder option @option{-T0}
21401 @cindex @option{-T0} option
21402 @item
21403 @code{pragma Task_Dispatching_Policy (FIFO_Within_Priorities)}
21404 @cindex pragma Task_Dispatching_Policy
21405 @end itemize
21406
21407 @noindent
21408 To specify @code{SCHED_RR},
21409 @cindex @code{SCHED_RR} scheduling policy
21410 you should use @code{pragma Time_Slice} with a
21411 value greater than @code{0.0}, or else use the corresponding @option{-T}
21412 binder option.
21413
21414 @node Solaris-Specific Considerations
21415 @section Solaris-Specific Considerations
21416 @cindex Solaris Sparc threads libraries
21417
21418 @noindent
21419 This section addresses some topics related to the various threads libraries
21420 on Sparc Solaris.
21421
21422 @menu
21423 * Solaris Threads Issues::
21424 @end menu
21425
21426 @node Solaris Threads Issues
21427 @subsection Solaris Threads Issues
21428
21429 @noindent
21430 GNAT under Solaris/Sparc 32 bits comes with an alternate tasking run-time
21431 library based on POSIX threads --- @emph{rts-pthread}.
21432 @cindex rts-pthread threads library
21433 This run-time library has the advantage of being mostly shared across all
21434 POSIX-compliant thread implementations, and it also provides under
21435 @w{Solaris 8} the @code{PTHREAD_PRIO_INHERIT}
21436 @cindex @code{PTHREAD_PRIO_INHERIT} policy (under rts-pthread)
21437 and @code{PTHREAD_PRIO_PROTECT}
21438 @cindex @code{PTHREAD_PRIO_PROTECT} policy (under rts-pthread)
21439 semantics that can be selected using the predefined pragma
21440 @code{Locking_Policy}
21441 @cindex pragma Locking_Policy (under rts-pthread)
21442 with respectively
21443 @code{Inheritance_Locking} and @code{Ceiling_Locking} as the policy.
21444 @cindex @code{Inheritance_Locking} (under rts-pthread)
21445 @cindex @code{Ceiling_Locking} (under rts-pthread)
21446
21447 As explained above, the native run-time library is based on the Solaris thread
21448 library (@code{libthread}) and is the default library.
21449
21450 When the Solaris threads library is used (this is the default), programs
21451 compiled with GNAT can automatically take advantage of
21452 and can thus execute on multiple processors.
21453 The user can alternatively specify a processor on which the program should run
21454 to emulate a single-processor system. The multiprocessor / uniprocessor choice
21455 is made by
21456 setting the environment variable @env{GNAT_PROCESSOR}
21457 @cindex @env{GNAT_PROCESSOR} environment variable (on Sparc Solaris)
21458 to one of the following:
21459
21460 @table @code
21461 @item -2
21462 Use the default configuration (run the program on all
21463 available processors) - this is the same as having @code{GNAT_PROCESSOR}
21464 unset
21465
21466 @item -1
21467 Let the run-time implementation choose one processor and run the program on
21468 that processor
21469
21470 @item 0 .. Last_Proc
21471 Run the program on the specified processor.
21472 @code{Last_Proc} is equal to @code{_SC_NPROCESSORS_CONF - 1}
21473 (where @code{_SC_NPROCESSORS_CONF} is a system variable).
21474 @end table
21475
21476 @node Linux-Specific Considerations
21477 @section Linux-Specific Considerations
21478 @cindex Linux threads libraries
21479
21480 @noindent
21481 On GNU/Linux without NPTL support (usually system with GNU C Library
21482 older than 2.3), the signal model is not POSIX compliant, which means
21483 that to send a signal to the process, you need to send the signal to all
21484 threads, e.g.@: by using @code{killpg()}.
21485
21486 @node AIX-Specific Considerations
21487 @section AIX-Specific Considerations
21488 @cindex AIX resolver library
21489
21490 @noindent
21491 On AIX, the resolver library initializes some internal structure on
21492 the first call to @code{get*by*} functions, which are used to implement
21493 @code{GNAT.Sockets.Get_Host_By_Name} and
21494 @code{GNAT.Sockets.Get_Host_By_Address}.
21495 If such initialization occurs within an Ada task, and the stack size for
21496 the task is the default size, a stack overflow may occur.
21497
21498 To avoid this overflow, the user should either ensure that the first call
21499 to @code{GNAT.Sockets.Get_Host_By_Name} or
21500 @code{GNAT.Sockets.Get_Host_By_Addrss}
21501 occurs in the environment task, or use @code{pragma Storage_Size} to
21502 specify a sufficiently large size for the stack of the task that contains
21503 this call.
21504
21505 @node Irix-Specific Considerations
21506 @section Irix-Specific Considerations
21507 @cindex Irix libraries
21508
21509 @noindent
21510 The GCC support libraries coming with the Irix compiler have moved to
21511 their canonical place with respect to the general Irix ABI related
21512 conventions. Running applications built with the default shared GNAT
21513 run-time now requires the LD_LIBRARY_PATH environment variable to
21514 include this location. A possible way to achieve this is to issue the
21515 following command line on a bash prompt:
21516
21517 @smallexample
21518 @group
21519 $  LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:`dirname \`gcc --print-file-name=libgcc_s.so\``
21520 @end group
21521 @end smallexample
21522
21523 @node RTX-Specific Considerations
21524 @section RTX-Specific Considerations
21525 @cindex RTX libraries
21526
21527 @noindent
21528 The Real-time Extension (RTX) to Windows is based on the Windows Win32
21529 API. Applications can be built to work in two different modes:
21530
21531 @itemize @bullet
21532 @item
21533 Windows executables that run in Ring 3 to utilize memory protection
21534 (@emph{rts-rtx-w32}).
21535
21536 @item
21537 Real-time subsystem (RTSS) executables that run in Ring 0, where
21538 performance can be optimized with RTSS applications taking precedent
21539 over all Windows applications (@emph{rts-rtx-rtss}). This mode requires
21540 the Microsoft linker to handle RTSS libraries.
21541
21542 @end itemize
21543
21544 @node HP-UX-Specific Considerations
21545 @section HP-UX-Specific Considerations
21546 @cindex HP-UX Scheduling
21547
21548 @noindent
21549 On HP-UX, appropriate privileges are required to change the scheduling
21550 parameters of a task. The calling process must have appropriate
21551 privileges or be a member of a group having @code{PRIV_RTSCHED} access to
21552 successfully change the scheduling parameters.
21553
21554 By default, GNAT uses the @code{SCHED_HPUX} policy. To have access to the
21555 priority range 0-31 either the @code{FIFO_Within_Priorities} or the
21556 @code{Round_Robin_Within_Priorities} scheduling policies need to be set.
21557
21558 To specify the @code{FIFO_Within_Priorities} scheduling policy you can use
21559 one of the following:
21560
21561 @itemize @bullet
21562 @item
21563 @code{pragma Time_Slice (0.0)}
21564 @cindex pragma Time_Slice
21565 @item
21566 the corresponding binder option @option{-T0}
21567 @cindex @option{-T0} option
21568 @item
21569 @code{pragma Task_Dispatching_Policy (FIFO_Within_Priorities)}
21570 @cindex pragma Task_Dispatching_Policy
21571 @end itemize
21572
21573 @noindent
21574 To specify the @code{Round_Robin_Within_Priorities}, scheduling policy
21575 you should use @code{pragma Time_Slice} with a
21576 value greater than @code{0.0}, or use the corresponding @option{-T}
21577 binder option, or set the @code{pragma Task_Dispatching_Policy
21578 (Round_Robin_Within_Priorities)}.
21579
21580 @c *******************************
21581 @node Example of Binder Output File
21582 @appendix Example of Binder Output File
21583
21584 @noindent
21585 This Appendix displays the source code for @command{gnatbind}'s output
21586 file generated for a simple ``Hello World'' program.
21587 Comments have been added for clarification purposes.
21588
21589 @smallexample @c adanocomment
21590 @iftex
21591 @leftskip=0cm
21592 @end iftex
21593 --  The package is called Ada_Main unless this name is actually used
21594 --  as a unit name in the partition, in which case some other unique
21595 --  name is used.
21596
21597 with System;
21598 package ada_main is
21599
21600    Elab_Final_Code : Integer;
21601    pragma Import (C, Elab_Final_Code, "__gnat_inside_elab_final_code");
21602
21603    --  The main program saves the parameters (argument count,
21604    --  argument values, environment pointer) in global variables
21605    --  for later access by other units including
21606    --  Ada.Command_Line.
21607
21608    gnat_argc : Integer;
21609    gnat_argv : System.Address;
21610    gnat_envp : System.Address;
21611
21612    --  The actual variables are stored in a library routine. This
21613    --  is useful for some shared library situations, where there
21614    --  are problems if variables are not in the library.
21615
21616    pragma Import (C, gnat_argc);
21617    pragma Import (C, gnat_argv);
21618    pragma Import (C, gnat_envp);
21619
21620    --  The exit status is similarly an external location
21621
21622    gnat_exit_status : Integer;
21623    pragma Import (C, gnat_exit_status);
21624
21625    GNAT_Version : constant String :=
21626                     "GNAT Version: 6.0.0w (20061115)";
21627    pragma Export (C, GNAT_Version, "__gnat_version");
21628
21629    --  This is the generated adafinal routine that performs
21630    --  finalization at the end of execution. In the case where
21631    --  Ada is the main program, this main program makes a call
21632    --  to adafinal at program termination.
21633
21634    procedure adafinal;
21635    pragma Export (C, adafinal, "adafinal");
21636
21637    --  This is the generated adainit routine that performs
21638    --  initialization at the start of execution. In the case
21639    --  where Ada is the main program, this main program makes
21640    --  a call to adainit at program startup.
21641
21642    procedure adainit;
21643    pragma Export (C, adainit, "adainit");
21644
21645    --  This routine is called at the start of execution. It is
21646    --  a dummy routine that is used by the debugger to breakpoint
21647    --  at the start of execution.
21648
21649    procedure Break_Start;
21650    pragma Import (C, Break_Start, "__gnat_break_start");
21651
21652    --  This is the actual generated main program (it would be
21653    --  suppressed if the no main program switch were used). As
21654    --  required by standard system conventions, this program has
21655    --  the external name main.
21656
21657    function main
21658      (argc : Integer;
21659       argv : System.Address;
21660       envp : System.Address)
21661       return Integer;
21662    pragma Export (C, main, "main");
21663
21664    --  The following set of constants give the version
21665    --  identification values for every unit in the bound
21666    --  partition. This identification is computed from all
21667    --  dependent semantic units, and corresponds to the
21668    --  string that would be returned by use of the
21669    --  Body_Version or Version attributes.
21670
21671    type Version_32 is mod 2 ** 32;
21672    u00001 : constant Version_32 := 16#7880BEB3#;
21673    u00002 : constant Version_32 := 16#0D24CBD0#;
21674    u00003 : constant Version_32 := 16#3283DBEB#;
21675    u00004 : constant Version_32 := 16#2359F9ED#;
21676    u00005 : constant Version_32 := 16#664FB847#;
21677    u00006 : constant Version_32 := 16#68E803DF#;
21678    u00007 : constant Version_32 := 16#5572E604#;
21679    u00008 : constant Version_32 := 16#46B173D8#;
21680    u00009 : constant Version_32 := 16#156A40CF#;
21681    u00010 : constant Version_32 := 16#033DABE0#;
21682    u00011 : constant Version_32 := 16#6AB38FEA#;
21683    u00012 : constant Version_32 := 16#22B6217D#;
21684    u00013 : constant Version_32 := 16#68A22947#;
21685    u00014 : constant Version_32 := 16#18CC4A56#;
21686    u00015 : constant Version_32 := 16#08258E1B#;
21687    u00016 : constant Version_32 := 16#367D5222#;
21688    u00017 : constant Version_32 := 16#20C9ECA4#;
21689    u00018 : constant Version_32 := 16#50D32CB6#;
21690    u00019 : constant Version_32 := 16#39A8BB77#;
21691    u00020 : constant Version_32 := 16#5CF8FA2B#;
21692    u00021 : constant Version_32 := 16#2F1EB794#;
21693    u00022 : constant Version_32 := 16#31AB6444#;
21694    u00023 : constant Version_32 := 16#1574B6E9#;
21695    u00024 : constant Version_32 := 16#5109C189#;
21696    u00025 : constant Version_32 := 16#56D770CD#;
21697    u00026 : constant Version_32 := 16#02F9DE3D#;
21698    u00027 : constant Version_32 := 16#08AB6B2C#;
21699    u00028 : constant Version_32 := 16#3FA37670#;
21700    u00029 : constant Version_32 := 16#476457A0#;
21701    u00030 : constant Version_32 := 16#731E1B6E#;
21702    u00031 : constant Version_32 := 16#23C2E789#;
21703    u00032 : constant Version_32 := 16#0F1BD6A1#;
21704    u00033 : constant Version_32 := 16#7C25DE96#;
21705    u00034 : constant Version_32 := 16#39ADFFA2#;
21706    u00035 : constant Version_32 := 16#571DE3E7#;
21707    u00036 : constant Version_32 := 16#5EB646AB#;
21708    u00037 : constant Version_32 := 16#4249379B#;
21709    u00038 : constant Version_32 := 16#0357E00A#;
21710    u00039 : constant Version_32 := 16#3784FB72#;
21711    u00040 : constant Version_32 := 16#2E723019#;
21712    u00041 : constant Version_32 := 16#623358EA#;
21713    u00042 : constant Version_32 := 16#107F9465#;
21714    u00043 : constant Version_32 := 16#6843F68A#;
21715    u00044 : constant Version_32 := 16#63305874#;
21716    u00045 : constant Version_32 := 16#31E56CE1#;
21717    u00046 : constant Version_32 := 16#02917970#;
21718    u00047 : constant Version_32 := 16#6CCBA70E#;
21719    u00048 : constant Version_32 := 16#41CD4204#;
21720    u00049 : constant Version_32 := 16#572E3F58#;
21721    u00050 : constant Version_32 := 16#20729FF5#;
21722    u00051 : constant Version_32 := 16#1D4F93E8#;
21723    u00052 : constant Version_32 := 16#30B2EC3D#;
21724    u00053 : constant Version_32 := 16#34054F96#;
21725    u00054 : constant Version_32 := 16#5A199860#;
21726    u00055 : constant Version_32 := 16#0E7F912B#;
21727    u00056 : constant Version_32 := 16#5760634A#;
21728    u00057 : constant Version_32 := 16#5D851835#;
21729
21730    --  The following Export pragmas export the version numbers
21731    --  with symbolic names ending in B (for body) or S
21732    --  (for spec) so that they can be located in a link. The
21733    --  information provided here is sufficient to track down
21734    --  the exact versions of units used in a given build.
21735
21736    pragma Export (C, u00001, "helloB");
21737    pragma Export (C, u00002, "system__standard_libraryB");
21738    pragma Export (C, u00003, "system__standard_libraryS");
21739    pragma Export (C, u00004, "adaS");
21740    pragma Export (C, u00005, "ada__text_ioB");
21741    pragma Export (C, u00006, "ada__text_ioS");
21742    pragma Export (C, u00007, "ada__exceptionsB");
21743    pragma Export (C, u00008, "ada__exceptionsS");
21744    pragma Export (C, u00009, "gnatS");
21745    pragma Export (C, u00010, "gnat__heap_sort_aB");
21746    pragma Export (C, u00011, "gnat__heap_sort_aS");
21747    pragma Export (C, u00012, "systemS");
21748    pragma Export (C, u00013, "system__exception_tableB");
21749    pragma Export (C, u00014, "system__exception_tableS");
21750    pragma Export (C, u00015, "gnat__htableB");
21751    pragma Export (C, u00016, "gnat__htableS");
21752    pragma Export (C, u00017, "system__exceptionsS");
21753    pragma Export (C, u00018, "system__machine_state_operationsB");
21754    pragma Export (C, u00019, "system__machine_state_operationsS");
21755    pragma Export (C, u00020, "system__machine_codeS");
21756    pragma Export (C, u00021, "system__storage_elementsB");
21757    pragma Export (C, u00022, "system__storage_elementsS");
21758    pragma Export (C, u00023, "system__secondary_stackB");
21759    pragma Export (C, u00024, "system__secondary_stackS");
21760    pragma Export (C, u00025, "system__parametersB");
21761    pragma Export (C, u00026, "system__parametersS");
21762    pragma Export (C, u00027, "system__soft_linksB");
21763    pragma Export (C, u00028, "system__soft_linksS");
21764    pragma Export (C, u00029, "system__stack_checkingB");
21765    pragma Export (C, u00030, "system__stack_checkingS");
21766    pragma Export (C, u00031, "system__tracebackB");
21767    pragma Export (C, u00032, "system__tracebackS");
21768    pragma Export (C, u00033, "ada__streamsS");
21769    pragma Export (C, u00034, "ada__tagsB");
21770    pragma Export (C, u00035, "ada__tagsS");
21771    pragma Export (C, u00036, "system__string_opsB");
21772    pragma Export (C, u00037, "system__string_opsS");
21773    pragma Export (C, u00038, "interfacesS");
21774    pragma Export (C, u00039, "interfaces__c_streamsB");
21775    pragma Export (C, u00040, "interfaces__c_streamsS");
21776    pragma Export (C, u00041, "system__file_ioB");
21777    pragma Export (C, u00042, "system__file_ioS");
21778    pragma Export (C, u00043, "ada__finalizationB");
21779    pragma Export (C, u00044, "ada__finalizationS");
21780    pragma Export (C, u00045, "system__finalization_rootB");
21781    pragma Export (C, u00046, "system__finalization_rootS");
21782    pragma Export (C, u00047, "system__finalization_implementationB");
21783    pragma Export (C, u00048, "system__finalization_implementationS");
21784    pragma Export (C, u00049, "system__string_ops_concat_3B");
21785    pragma Export (C, u00050, "system__string_ops_concat_3S");
21786    pragma Export (C, u00051, "system__stream_attributesB");
21787    pragma Export (C, u00052, "system__stream_attributesS");
21788    pragma Export (C, u00053, "ada__io_exceptionsS");
21789    pragma Export (C, u00054, "system__unsigned_typesS");
21790    pragma Export (C, u00055, "system__file_control_blockS");
21791    pragma Export (C, u00056, "ada__finalization__list_controllerB");
21792    pragma Export (C, u00057, "ada__finalization__list_controllerS");
21793
21794    -- BEGIN ELABORATION ORDER
21795    -- ada (spec)
21796    -- gnat (spec)
21797    -- gnat.heap_sort_a (spec)
21798    -- gnat.heap_sort_a (body)
21799    -- gnat.htable (spec)
21800    -- gnat.htable (body)
21801    -- interfaces (spec)
21802    -- system (spec)
21803    -- system.machine_code (spec)
21804    -- system.parameters (spec)
21805    -- system.parameters (body)
21806    -- interfaces.c_streams (spec)
21807    -- interfaces.c_streams (body)
21808    -- system.standard_library (spec)
21809    -- ada.exceptions (spec)
21810    -- system.exception_table (spec)
21811    -- system.exception_table (body)
21812    -- ada.io_exceptions (spec)
21813    -- system.exceptions (spec)
21814    -- system.storage_elements (spec)
21815    -- system.storage_elements (body)
21816    -- system.machine_state_operations (spec)
21817    -- system.machine_state_operations (body)
21818    -- system.secondary_stack (spec)
21819    -- system.stack_checking (spec)
21820    -- system.soft_links (spec)
21821    -- system.soft_links (body)
21822    -- system.stack_checking (body)
21823    -- system.secondary_stack (body)
21824    -- system.standard_library (body)
21825    -- system.string_ops (spec)
21826    -- system.string_ops (body)
21827    -- ada.tags (spec)
21828    -- ada.tags (body)
21829    -- ada.streams (spec)
21830    -- system.finalization_root (spec)
21831    -- system.finalization_root (body)
21832    -- system.string_ops_concat_3 (spec)
21833    -- system.string_ops_concat_3 (body)
21834    -- system.traceback (spec)
21835    -- system.traceback (body)
21836    -- ada.exceptions (body)
21837    -- system.unsigned_types (spec)
21838    -- system.stream_attributes (spec)
21839    -- system.stream_attributes (body)
21840    -- system.finalization_implementation (spec)
21841    -- system.finalization_implementation (body)
21842    -- ada.finalization (spec)
21843    -- ada.finalization (body)
21844    -- ada.finalization.list_controller (spec)
21845    -- ada.finalization.list_controller (body)
21846    -- system.file_control_block (spec)
21847    -- system.file_io (spec)
21848    -- system.file_io (body)
21849    -- ada.text_io (spec)
21850    -- ada.text_io (body)
21851    -- hello (body)
21852    -- END ELABORATION ORDER
21853
21854 end ada_main;
21855
21856 --  The following source file name pragmas allow the generated file
21857 --  names to be unique for different main programs. They are needed
21858 --  since the package name will always be Ada_Main.
21859
21860 pragma Source_File_Name (ada_main, Spec_File_Name => "b~hello.ads");
21861 pragma Source_File_Name (ada_main, Body_File_Name => "b~hello.adb");
21862
21863 --  Generated package body for Ada_Main starts here
21864
21865 package body ada_main is
21866
21867    --  The actual finalization is performed by calling the
21868    --  library routine in System.Standard_Library.Adafinal
21869
21870    procedure Do_Finalize;
21871    pragma Import (C, Do_Finalize, "system__standard_library__adafinal");
21872
21873    -------------
21874    -- adainit --
21875    -------------
21876
21877 @findex adainit
21878    procedure adainit is
21879
21880       --  These booleans are set to True once the associated unit has
21881       --  been elaborated. It is also used to avoid elaborating the
21882       --  same unit twice.
21883
21884       E040 : Boolean;
21885       pragma Import (Ada, E040, "interfaces__c_streams_E");
21886
21887       E008 : Boolean;
21888       pragma Import (Ada, E008, "ada__exceptions_E");
21889
21890       E014 : Boolean;
21891       pragma Import (Ada, E014, "system__exception_table_E");
21892
21893       E053 : Boolean;
21894       pragma Import (Ada, E053, "ada__io_exceptions_E");
21895
21896       E017 : Boolean;
21897       pragma Import (Ada, E017, "system__exceptions_E");
21898
21899       E024 : Boolean;
21900       pragma Import (Ada, E024, "system__secondary_stack_E");
21901
21902       E030 : Boolean;
21903       pragma Import (Ada, E030, "system__stack_checking_E");
21904
21905       E028 : Boolean;
21906       pragma Import (Ada, E028, "system__soft_links_E");
21907
21908       E035 : Boolean;
21909       pragma Import (Ada, E035, "ada__tags_E");
21910
21911       E033 : Boolean;
21912       pragma Import (Ada, E033, "ada__streams_E");
21913
21914       E046 : Boolean;
21915       pragma Import (Ada, E046, "system__finalization_root_E");
21916
21917       E048 : Boolean;
21918       pragma Import (Ada, E048, "system__finalization_implementation_E");
21919
21920       E044 : Boolean;
21921       pragma Import (Ada, E044, "ada__finalization_E");
21922
21923       E057 : Boolean;
21924       pragma Import (Ada, E057, "ada__finalization__list_controller_E");
21925
21926       E055 : Boolean;
21927       pragma Import (Ada, E055, "system__file_control_block_E");
21928
21929       E042 : Boolean;
21930       pragma Import (Ada, E042, "system__file_io_E");
21931
21932       E006 : Boolean;
21933       pragma Import (Ada, E006, "ada__text_io_E");
21934
21935       --  Set_Globals is a library routine that stores away the
21936       --  value of the indicated set of global values in global
21937       --  variables within the library.
21938
21939       procedure Set_Globals
21940         (Main_Priority            : Integer;
21941          Time_Slice_Value         : Integer;
21942          WC_Encoding              : Character;
21943          Locking_Policy           : Character;
21944          Queuing_Policy           : Character;
21945          Task_Dispatching_Policy  : Character;
21946          Adafinal                 : System.Address;
21947          Unreserve_All_Interrupts : Integer;
21948          Exception_Tracebacks     : Integer);
21949 @findex __gnat_set_globals
21950       pragma Import (C, Set_Globals, "__gnat_set_globals");
21951
21952       --  SDP_Table_Build is a library routine used to build the
21953       --  exception tables. See unit Ada.Exceptions in files
21954       --  a-except.ads/adb for full details of how zero cost
21955       --  exception handling works. This procedure, the call to
21956       --  it, and the two following tables are all omitted if the
21957       --  build is in longjmp/setjmp exception mode.
21958
21959 @findex SDP_Table_Build
21960 @findex Zero Cost Exceptions
21961       procedure SDP_Table_Build
21962         (SDP_Addresses   : System.Address;
21963          SDP_Count       : Natural;
21964          Elab_Addresses  : System.Address;
21965          Elab_Addr_Count : Natural);
21966       pragma Import (C, SDP_Table_Build, "__gnat_SDP_Table_Build");
21967
21968       --  Table of Unit_Exception_Table addresses. Used for zero
21969       --  cost exception handling to build the top level table.
21970
21971       ST : aliased constant array (1 .. 23) of System.Address := (
21972         Hello'UET_Address,
21973         Ada.Text_Io'UET_Address,
21974         Ada.Exceptions'UET_Address,
21975         Gnat.Heap_Sort_A'UET_Address,
21976         System.Exception_Table'UET_Address,
21977         System.Machine_State_Operations'UET_Address,
21978         System.Secondary_Stack'UET_Address,
21979         System.Parameters'UET_Address,
21980         System.Soft_Links'UET_Address,
21981         System.Stack_Checking'UET_Address,
21982         System.Traceback'UET_Address,
21983         Ada.Streams'UET_Address,
21984         Ada.Tags'UET_Address,
21985         System.String_Ops'UET_Address,
21986         Interfaces.C_Streams'UET_Address,
21987         System.File_Io'UET_Address,
21988         Ada.Finalization'UET_Address,
21989         System.Finalization_Root'UET_Address,
21990         System.Finalization_Implementation'UET_Address,
21991         System.String_Ops_Concat_3'UET_Address,
21992         System.Stream_Attributes'UET_Address,
21993         System.File_Control_Block'UET_Address,
21994         Ada.Finalization.List_Controller'UET_Address);
21995
21996       --  Table of addresses of elaboration routines. Used for
21997       --  zero cost exception handling to make sure these
21998       --  addresses are included in the top level procedure
21999       --  address table.
22000
22001       EA : aliased constant array (1 .. 23) of System.Address := (
22002         adainit'Code_Address,
22003         Do_Finalize'Code_Address,
22004         Ada.Exceptions'Elab_Spec'Address,
22005         System.Exceptions'Elab_Spec'Address,
22006         Interfaces.C_Streams'Elab_Spec'Address,
22007         System.Exception_Table'Elab_Body'Address,
22008         Ada.Io_Exceptions'Elab_Spec'Address,
22009         System.Stack_Checking'Elab_Spec'Address,
22010         System.Soft_Links'Elab_Body'Address,
22011         System.Secondary_Stack'Elab_Body'Address,
22012         Ada.Tags'Elab_Spec'Address,
22013         Ada.Tags'Elab_Body'Address,
22014         Ada.Streams'Elab_Spec'Address,
22015         System.Finalization_Root'Elab_Spec'Address,
22016         Ada.Exceptions'Elab_Body'Address,
22017         System.Finalization_Implementation'Elab_Spec'Address,
22018         System.Finalization_Implementation'Elab_Body'Address,
22019         Ada.Finalization'Elab_Spec'Address,
22020         Ada.Finalization.List_Controller'Elab_Spec'Address,
22021         System.File_Control_Block'Elab_Spec'Address,
22022         System.File_Io'Elab_Body'Address,
22023         Ada.Text_Io'Elab_Spec'Address,
22024         Ada.Text_Io'Elab_Body'Address);
22025
22026    --  Start of processing for adainit
22027
22028    begin
22029
22030       --  Call SDP_Table_Build to build the top level procedure
22031       --  table for zero cost exception handling (omitted in
22032       --  longjmp/setjmp mode).
22033
22034       SDP_Table_Build (ST'Address, 23, EA'Address, 23);
22035
22036       --  Call Set_Globals to record various information for
22037       --  this partition.  The values are derived by the binder
22038       --  from information stored in the ali files by the compiler.
22039
22040 @findex __gnat_set_globals
22041       Set_Globals
22042         (Main_Priority            => -1,
22043          --  Priority of main program, -1 if no pragma Priority used
22044
22045          Time_Slice_Value         => -1,
22046          --  Time slice from Time_Slice pragma, -1 if none used
22047
22048          WC_Encoding              => 'b',
22049          --  Wide_Character encoding used, default is brackets
22050
22051          Locking_Policy           => ' ',
22052          --  Locking_Policy used, default of space means not
22053          --  specified, otherwise it is the first character of
22054          --  the policy name.
22055
22056          Queuing_Policy           => ' ',
22057          --  Queuing_Policy used, default of space means not
22058          --  specified, otherwise it is the first character of
22059          --  the policy name.
22060
22061          Task_Dispatching_Policy  => ' ',
22062          --  Task_Dispatching_Policy used, default of space means
22063          --  not specified, otherwise first character of the
22064          --  policy name.
22065
22066          Adafinal                 => System.Null_Address,
22067          --  Address of Adafinal routine, not used anymore
22068
22069          Unreserve_All_Interrupts => 0,
22070          --  Set true if pragma Unreserve_All_Interrupts was used
22071
22072          Exception_Tracebacks     => 0);
22073          --  Indicates if exception tracebacks are enabled
22074
22075       Elab_Final_Code := 1;
22076
22077       --  Now we have the elaboration calls for all units in the partition.
22078       --  The Elab_Spec and Elab_Body attributes generate references to the
22079       --  implicit elaboration procedures generated by the compiler for
22080       --  each unit that requires elaboration.
22081
22082       if not E040 then
22083          Interfaces.C_Streams'Elab_Spec;
22084       end if;
22085       E040 := True;
22086       if not E008 then
22087          Ada.Exceptions'Elab_Spec;
22088       end if;
22089       if not E014 then
22090          System.Exception_Table'Elab_Body;
22091          E014 := True;
22092       end if;
22093       if not E053 then
22094          Ada.Io_Exceptions'Elab_Spec;
22095          E053 := True;
22096       end if;
22097       if not E017 then
22098          System.Exceptions'Elab_Spec;
22099          E017 := True;
22100       end if;
22101       if not E030 then
22102          System.Stack_Checking'Elab_Spec;
22103       end if;
22104       if not E028 then
22105          System.Soft_Links'Elab_Body;
22106          E028 := True;
22107       end if;
22108       E030 := True;
22109       if not E024 then
22110          System.Secondary_Stack'Elab_Body;
22111          E024 := True;
22112       end if;
22113       if not E035 then
22114          Ada.Tags'Elab_Spec;
22115       end if;
22116       if not E035 then
22117          Ada.Tags'Elab_Body;
22118          E035 := True;
22119       end if;
22120       if not E033 then
22121          Ada.Streams'Elab_Spec;
22122          E033 := True;
22123       end if;
22124       if not E046 then
22125          System.Finalization_Root'Elab_Spec;
22126       end if;
22127       E046 := True;
22128       if not E008 then
22129          Ada.Exceptions'Elab_Body;
22130          E008 := True;
22131       end if;
22132       if not E048 then
22133          System.Finalization_Implementation'Elab_Spec;
22134       end if;
22135       if not E048 then
22136          System.Finalization_Implementation'Elab_Body;
22137          E048 := True;
22138       end if;
22139       if not E044 then
22140          Ada.Finalization'Elab_Spec;
22141       end if;
22142       E044 := True;
22143       if not E057 then
22144          Ada.Finalization.List_Controller'Elab_Spec;
22145       end if;
22146       E057 := True;
22147       if not E055 then
22148          System.File_Control_Block'Elab_Spec;
22149          E055 := True;
22150       end if;
22151       if not E042 then
22152          System.File_Io'Elab_Body;
22153          E042 := True;
22154       end if;
22155       if not E006 then
22156          Ada.Text_Io'Elab_Spec;
22157       end if;
22158       if not E006 then
22159          Ada.Text_Io'Elab_Body;
22160          E006 := True;
22161       end if;
22162
22163       Elab_Final_Code := 0;
22164    end adainit;
22165
22166    --------------
22167    -- adafinal --
22168    --------------
22169
22170 @findex adafinal
22171    procedure adafinal is
22172    begin
22173       Do_Finalize;
22174    end adafinal;
22175
22176    ----------
22177    -- main --
22178    ----------
22179
22180    --  main is actually a function, as in the ANSI C standard,
22181    --  defined to return the exit status. The three parameters
22182    --  are the argument count, argument values and environment
22183    --  pointer.
22184
22185 @findex Main Program
22186    function main
22187      (argc : Integer;
22188       argv : System.Address;
22189       envp : System.Address)
22190       return Integer
22191    is
22192       --  The initialize routine performs low level system
22193       --  initialization using a standard library routine which
22194       --  sets up signal handling and performs any other
22195       --  required setup. The routine can be found in file
22196       --  a-init.c.
22197
22198 @findex __gnat_initialize
22199       procedure initialize;
22200       pragma Import (C, initialize, "__gnat_initialize");
22201
22202       --  The finalize routine performs low level system
22203       --  finalization using a standard library routine. The
22204       --  routine is found in file a-final.c and in the standard
22205       --  distribution is a dummy routine that does nothing, so
22206       --  really this is a hook for special user finalization.
22207
22208 @findex __gnat_finalize
22209       procedure finalize;
22210       pragma Import (C, finalize, "__gnat_finalize");
22211
22212       --  We get to the main program of the partition by using
22213       --  pragma Import because if we try to with the unit and
22214       --  call it Ada style, then not only do we waste time
22215       --  recompiling it, but also, we don't really know the right
22216       --  switches (e.g.@: identifier character set) to be used
22217       --  to compile it.
22218
22219       procedure Ada_Main_Program;
22220       pragma Import (Ada, Ada_Main_Program, "_ada_hello");
22221
22222    --  Start of processing for main
22223
22224    begin
22225       --  Save global variables
22226
22227       gnat_argc := argc;
22228       gnat_argv := argv;
22229       gnat_envp := envp;
22230
22231       --  Call low level system initialization
22232
22233       Initialize;
22234
22235       --  Call our generated Ada initialization routine
22236
22237       adainit;
22238
22239       --  This is the point at which we want the debugger to get
22240       --  control
22241
22242       Break_Start;
22243
22244       --  Now we call the main program of the partition
22245
22246       Ada_Main_Program;
22247
22248       --  Perform Ada finalization
22249
22250       adafinal;
22251
22252       --  Perform low level system finalization
22253
22254       Finalize;
22255
22256       --  Return the proper exit status
22257       return (gnat_exit_status);
22258    end;
22259
22260 --  This section is entirely comments, so it has no effect on the
22261 --  compilation of the Ada_Main package. It provides the list of
22262 --  object files and linker options, as well as some standard
22263 --  libraries needed for the link. The gnatlink utility parses
22264 --  this b~hello.adb file to read these comment lines to generate
22265 --  the appropriate command line arguments for the call to the
22266 --  system linker. The BEGIN/END lines are used for sentinels for
22267 --  this parsing operation.
22268
22269 --  The exact file names will of course depend on the environment,
22270 --  host/target and location of files on the host system.
22271
22272 @findex Object file list
22273 -- BEGIN Object file/option list
22274    --   ./hello.o
22275    --   -L./
22276    --   -L/usr/local/gnat/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/2.8.1/adalib/
22277    --   /usr/local/gnat/lib/gcc-lib/i686-pc-linux-gnu/2.8.1/adalib/libgnat.a
22278 -- END Object file/option list
22279
22280 end ada_main;
22281 @end smallexample
22282
22283 @noindent
22284 The Ada code in the above example is exactly what is generated by the
22285 binder. We have added comments to more clearly indicate the function
22286 of each part of the generated @code{Ada_Main} package.
22287
22288 The code is standard Ada in all respects, and can be processed by any
22289 tools that handle Ada. In particular, it is possible to use the debugger
22290 in Ada mode to debug the generated @code{Ada_Main} package. For example,
22291 suppose that for reasons that you do not understand, your program is crashing
22292 during elaboration of the body of @code{Ada.Text_IO}. To locate this bug,
22293 you can place a breakpoint on the call:
22294
22295 @smallexample @c ada
22296 Ada.Text_Io'Elab_Body;
22297 @end smallexample
22298
22299 @noindent
22300 and trace the elaboration routine for this package to find out where
22301 the problem might be (more usually of course you would be debugging
22302 elaboration code in your own application).
22303
22304 @node Elaboration Order Handling in GNAT
22305 @appendix Elaboration Order Handling in GNAT
22306 @cindex Order of elaboration
22307 @cindex Elaboration control
22308
22309 @menu
22310 * Elaboration Code::
22311 * Checking the Elaboration Order::
22312 * Controlling the Elaboration Order::
22313 * Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls::
22314 * Controlling Elaboration in GNAT - External Calls::
22315 * Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety::
22316 * Treatment of Pragma Elaborate::
22317 * Elaboration Issues for Library Tasks::
22318 * Mixing Elaboration Models::
22319 * What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails::
22320 * Elaboration for Access-to-Subprogram Values::
22321 * Summary of Procedures for Elaboration Control::
22322 * Other Elaboration Order Considerations::
22323 @end menu
22324
22325 @noindent
22326 This chapter describes the handling of elaboration code in Ada and
22327 in GNAT, and discusses how the order of elaboration of program units can
22328 be controlled in GNAT, either automatically or with explicit programming
22329 features.
22330
22331 @node Elaboration Code
22332 @section Elaboration Code
22333
22334 @noindent
22335 Ada provides rather general mechanisms for executing code at elaboration
22336 time, that is to say before the main program starts executing. Such code arises
22337 in three contexts:
22338
22339 @table @asis
22340 @item Initializers for variables.
22341 Variables declared at the library level, in package specs or bodies, can
22342 require initialization that is performed at elaboration time, as in:
22343 @smallexample @c ada
22344 @cartouche
22345 Sqrt_Half : Float := Sqrt (0.5);
22346 @end cartouche
22347 @end smallexample
22348
22349 @item Package initialization code
22350 Code in a @code{BEGIN-END} section at the outer level of a package body is
22351 executed as part of the package body elaboration code.
22352
22353 @item Library level task allocators
22354 Tasks that are declared using task allocators at the library level
22355 start executing immediately and hence can execute at elaboration time.
22356 @end table
22357
22358 @noindent
22359 Subprogram calls are possible in any of these contexts, which means that
22360 any arbitrary part of the program may be executed as part of the elaboration
22361 code. It is even possible to write a program which does all its work at
22362 elaboration time, with a null main program, although stylistically this
22363 would usually be considered an inappropriate way to structure
22364 a program.
22365
22366 An important concern arises in the context of elaboration code:
22367 we have to be sure that it is executed in an appropriate order. What we
22368 have is a series of elaboration code sections, potentially one section
22369 for each unit in the program. It is important that these execute
22370 in the correct order. Correctness here means that, taking the above
22371 example of the declaration of @code{Sqrt_Half},
22372 if some other piece of
22373 elaboration code references @code{Sqrt_Half},
22374 then it must run after the
22375 section of elaboration code that contains the declaration of
22376 @code{Sqrt_Half}.
22377
22378 There would never be any order of elaboration problem if we made a rule
22379 that whenever you @code{with} a unit, you must elaborate both the spec and body
22380 of that unit before elaborating the unit doing the @code{with}'ing:
22381
22382 @smallexample @c ada
22383 @group
22384 @cartouche
22385 with Unit_1;
22386 package Unit_2 is @dots{}
22387 @end cartouche
22388 @end group
22389 @end smallexample
22390
22391 @noindent
22392 would require that both the body and spec of @code{Unit_1} be elaborated
22393 before the spec of @code{Unit_2}. However, a rule like that would be far too
22394 restrictive. In particular, it would make it impossible to have routines
22395 in separate packages that were mutually recursive.
22396
22397 You might think that a clever enough compiler could look at the actual
22398 elaboration code and determine an appropriate correct order of elaboration,
22399 but in the general case, this is not possible. Consider the following
22400 example.
22401
22402 In the body of @code{Unit_1}, we have a procedure @code{Func_1}
22403 that references
22404 the variable @code{Sqrt_1}, which is declared in the elaboration code
22405 of the body of @code{Unit_1}:
22406
22407 @smallexample @c ada
22408 @cartouche
22409 Sqrt_1 : Float := Sqrt (0.1);
22410 @end cartouche
22411 @end smallexample
22412
22413 @noindent
22414 The elaboration code of the body of @code{Unit_1} also contains:
22415
22416 @smallexample @c ada
22417 @group
22418 @cartouche
22419 if expression_1 = 1 then
22420    Q := Unit_2.Func_2;
22421 end if;
22422 @end cartouche
22423 @end group
22424 @end smallexample
22425
22426 @noindent
22427 @code{Unit_2} is exactly parallel,
22428 it has a procedure @code{Func_2} that references
22429 the variable @code{Sqrt_2}, which is declared in the elaboration code of
22430 the body @code{Unit_2}:
22431
22432 @smallexample @c ada
22433 @cartouche
22434 Sqrt_2 : Float := Sqrt (0.1);
22435 @end cartouche
22436 @end smallexample
22437
22438 @noindent
22439 The elaboration code of the body of @code{Unit_2} also contains:
22440
22441 @smallexample @c ada
22442 @group
22443 @cartouche
22444 if expression_2 = 2 then
22445    Q := Unit_1.Func_1;
22446 end if;
22447 @end cartouche
22448 @end group
22449 @end smallexample
22450
22451 @noindent
22452 Now the question is, which of the following orders of elaboration is
22453 acceptable:
22454
22455 @smallexample
22456 @group
22457 Spec of Unit_1
22458 Spec of Unit_2
22459 Body of Unit_1
22460 Body of Unit_2
22461 @end group
22462 @end smallexample
22463
22464 @noindent
22465 or
22466
22467 @smallexample
22468 @group
22469 Spec of Unit_2
22470 Spec of Unit_1
22471 Body of Unit_2
22472 Body of Unit_1
22473 @end group
22474 @end smallexample
22475
22476 @noindent
22477 If you carefully analyze the flow here, you will see that you cannot tell
22478 at compile time the answer to this question.
22479 If @code{expression_1} is not equal to 1,
22480 and @code{expression_2} is not equal to 2,
22481 then either order is acceptable, because neither of the function calls is
22482 executed. If both tests evaluate to true, then neither order is acceptable
22483 and in fact there is no correct order.
22484
22485 If one of the two expressions is true, and the other is false, then one
22486 of the above orders is correct, and the other is incorrect. For example,
22487 if @code{expression_1} /= 1 and @code{expression_2} = 2,
22488 then the call to @code{Func_1}
22489 will occur, but not the call to @code{Func_2.}
22490 This means that it is essential
22491 to elaborate the body of @code{Unit_1} before
22492 the body of @code{Unit_2}, so the first
22493 order of elaboration is correct and the second is wrong.
22494
22495 By making @code{expression_1} and @code{expression_2}
22496 depend on input data, or perhaps
22497 the time of day, we can make it impossible for the compiler or binder
22498 to figure out which of these expressions will be true, and hence it
22499 is impossible to guarantee a safe order of elaboration at run time.
22500
22501 @node Checking the Elaboration Order
22502 @section Checking the Elaboration Order
22503
22504 @noindent
22505 In some languages that involve the same kind of elaboration problems,
22506 e.g.@: Java and C++, the programmer is expected to worry about these
22507 ordering problems himself, and it is common to
22508 write a program in which an incorrect elaboration order  gives
22509 surprising results, because it references variables before they
22510 are initialized.
22511 Ada is designed to be a safe language, and a programmer-beware approach is
22512 clearly not sufficient. Consequently, the language provides three lines
22513 of defense:
22514
22515 @table @asis
22516 @item Standard rules
22517 Some standard rules restrict the possible choice of elaboration
22518 order. In particular, if you @code{with} a unit, then its spec is always
22519 elaborated before the unit doing the @code{with}. Similarly, a parent
22520 spec is always elaborated before the child spec, and finally
22521 a spec is always elaborated before its corresponding body.
22522
22523 @item Dynamic elaboration checks
22524 @cindex Elaboration checks
22525 @cindex Checks, elaboration
22526 Dynamic checks are made at run time, so that if some entity is accessed
22527 before it is elaborated (typically  by means of a subprogram call)
22528 then the exception (@code{Program_Error}) is raised.
22529
22530 @item Elaboration control
22531 Facilities are provided for the programmer to specify the desired order
22532 of elaboration.
22533 @end table
22534
22535 Let's look at these facilities in more detail. First, the rules for
22536 dynamic checking. One possible rule would be simply to say that the
22537 exception is raised if you access a variable which has not yet been
22538 elaborated. The trouble with this approach is that it could require
22539 expensive checks on every variable reference. Instead Ada has two
22540 rules which are a little more restrictive, but easier to check, and
22541 easier to state:
22542
22543 @table @asis
22544 @item Restrictions on calls
22545 A subprogram can only be called at elaboration time if its body
22546 has been elaborated. The rules for elaboration given above guarantee
22547 that the spec of the subprogram has been elaborated before the
22548 call, but not the body. If this rule is violated, then the
22549 exception @code{Program_Error} is raised.
22550
22551 @item Restrictions on instantiations
22552 A generic unit can only be instantiated if the body of the generic
22553 unit has been elaborated. Again, the rules for elaboration given above
22554 guarantee that the spec of the generic unit has been elaborated
22555 before the instantiation, but not the body. If this rule is
22556 violated, then the exception @code{Program_Error} is raised.
22557 @end table
22558
22559 @noindent
22560 The idea is that if the body has been elaborated, then any variables
22561 it references must have been elaborated; by checking for the body being
22562 elaborated we guarantee that none of its references causes any
22563 trouble. As we noted above, this is a little too restrictive, because a
22564 subprogram that has no non-local references in its body may in fact be safe
22565 to call. However, it really would be unsafe to rely on this, because
22566 it would mean that the caller was aware of details of the implementation
22567 in the body. This goes against the basic tenets of Ada.
22568
22569 A plausible implementation can be described as follows.
22570 A Boolean variable is associated with each subprogram
22571 and each generic unit. This variable is initialized to False, and is set to
22572 True at the point body is elaborated. Every call or instantiation checks the
22573 variable, and raises @code{Program_Error} if the variable is False.
22574
22575 Note that one might think that it would be good enough to have one Boolean
22576 variable for each package, but that would not deal with cases of trying
22577 to call a body in the same package as the call
22578 that has not been elaborated yet.
22579 Of course a compiler may be able to do enough analysis to optimize away
22580 some of the Boolean variables as unnecessary, and @code{GNAT} indeed
22581 does such optimizations, but still the easiest conceptual model is to
22582 think of there being one variable per subprogram.
22583
22584 @node Controlling the Elaboration Order
22585 @section Controlling the Elaboration Order
22586
22587 @noindent
22588 In the previous section we discussed the rules in Ada which ensure
22589 that @code{Program_Error} is raised if an incorrect elaboration order is
22590 chosen. This prevents erroneous executions, but we need mechanisms to
22591 specify a correct execution and avoid the exception altogether.
22592 To achieve this, Ada provides a number of features for controlling
22593 the order of elaboration. We discuss these features in this section.
22594
22595 First, there are several ways of indicating to the compiler that a given
22596 unit has no elaboration problems:
22597
22598 @table @asis
22599 @item packages that do not require a body
22600 A library package that does not require a body does not permit
22601 a body (this rule was introduced in Ada 95).
22602 Thus if we have a such a package, as in:
22603
22604 @smallexample @c ada
22605 @group
22606 @cartouche
22607 package Definitions is
22608    generic
22609       type m is new integer;
22610    package Subp is
22611       type a is array (1 .. 10) of m;
22612       type b is array (1 .. 20) of m;
22613    end Subp;
22614 end Definitions;
22615 @end cartouche
22616 @end group
22617 @end smallexample
22618
22619 @noindent
22620 A package that @code{with}'s @code{Definitions} may safely instantiate
22621 @code{Definitions.Subp} because the compiler can determine that there
22622 definitely is no package body to worry about in this case
22623
22624 @item pragma Pure
22625 @cindex pragma Pure
22626 @findex Pure
22627 Places sufficient restrictions on a unit to guarantee that
22628 no call to any subprogram in the unit can result in an
22629 elaboration problem. This means that the compiler does not need
22630 to worry about the point of elaboration of such units, and in
22631 particular, does not need to check any calls to any subprograms
22632 in this unit.
22633
22634 @item pragma Preelaborate
22635 @findex Preelaborate
22636 @cindex pragma Preelaborate
22637 This pragma places slightly less stringent restrictions on a unit than
22638 does pragma Pure,
22639 but these restrictions are still sufficient to ensure that there
22640 are no elaboration problems with any calls to the unit.
22641
22642 @item pragma Elaborate_Body
22643 @findex Elaborate_Body
22644 @cindex pragma Elaborate_Body
22645 This pragma requires that the body of a unit be elaborated immediately
22646 after its spec. Suppose a unit @code{A} has such a pragma,
22647 and unit @code{B} does
22648 a @code{with} of unit @code{A}. Recall that the standard rules require
22649 the spec of unit @code{A}
22650 to be elaborated before the @code{with}'ing unit; given the pragma in
22651 @code{A}, we also know that the body of @code{A}
22652 will be elaborated before @code{B}, so
22653 that calls to @code{A} are safe and do not need a check.
22654 @end table
22655
22656 @noindent
22657 Note that,
22658 unlike pragma @code{Pure} and pragma @code{Preelaborate},
22659 the use of
22660 @code{Elaborate_Body} does not guarantee that the program is
22661 free of elaboration problems, because it may not be possible
22662 to satisfy the requested elaboration order.
22663 Let's go back to the example with @code{Unit_1} and @code{Unit_2}.
22664 If a programmer
22665 marks @code{Unit_1} as @code{Elaborate_Body},
22666 and not @code{Unit_2,} then the order of
22667 elaboration will be:
22668
22669 @smallexample
22670 @group
22671 Spec of Unit_2
22672 Spec of Unit_1
22673 Body of Unit_1
22674 Body of Unit_2
22675 @end group
22676 @end smallexample
22677
22678 @noindent
22679 Now that means that the call to @code{Func_1} in @code{Unit_2}
22680 need not be checked,
22681 it must be safe. But the call to @code{Func_2} in
22682 @code{Unit_1} may still fail if
22683 @code{Expression_1} is equal to 1,
22684 and the programmer must still take
22685 responsibility for this not being the case.
22686
22687 If all units carry a pragma @code{Elaborate_Body}, then all problems are
22688 eliminated, except for calls entirely within a body, which are
22689 in any case fully under programmer control. However, using the pragma
22690 everywhere is not always possible.
22691 In particular, for our @code{Unit_1}/@code{Unit_2} example, if
22692 we marked both of them as having pragma @code{Elaborate_Body}, then
22693 clearly there would be no possible elaboration order.
22694
22695 The above pragmas allow a server to guarantee safe use by clients, and
22696 clearly this is the preferable approach. Consequently a good rule
22697 is to mark units as @code{Pure} or @code{Preelaborate} if possible,
22698 and if this is not possible,
22699 mark them as @code{Elaborate_Body} if possible.
22700 As we have seen, there are situations where neither of these
22701 three pragmas can be used.
22702 So we also provide methods for clients to control the
22703 order of elaboration of the servers on which they depend:
22704
22705 @table @asis
22706 @item pragma Elaborate (unit)
22707 @findex Elaborate
22708 @cindex pragma Elaborate
22709 This pragma is placed in the context clause, after a @code{with} clause,
22710 and it requires that the body of the named unit be elaborated before
22711 the unit in which the pragma occurs. The idea is to use this pragma
22712 if the current unit calls at elaboration time, directly or indirectly,
22713 some subprogram in the named unit.
22714
22715 @item pragma Elaborate_All (unit)
22716 @findex Elaborate_All
22717 @cindex pragma Elaborate_All
22718 This is a stronger version of the Elaborate pragma. Consider the
22719 following example:
22720
22721 @smallexample
22722 Unit A @code{with}'s unit B and calls B.Func in elab code
22723 Unit B @code{with}'s unit C, and B.Func calls C.Func
22724 @end smallexample
22725
22726 @noindent
22727 Now if we put a pragma @code{Elaborate (B)}
22728 in unit @code{A}, this ensures that the
22729 body of @code{B} is elaborated before the call, but not the
22730 body of @code{C}, so
22731 the call to @code{C.Func} could still cause @code{Program_Error} to
22732 be raised.
22733
22734 The effect of a pragma @code{Elaborate_All} is stronger, it requires
22735 not only that the body of the named unit be elaborated before the
22736 unit doing the @code{with}, but also the bodies of all units that the
22737 named unit uses, following @code{with} links transitively. For example,
22738 if we put a pragma @code{Elaborate_All (B)} in unit @code{A},
22739 then it requires
22740 not only that the body of @code{B} be elaborated before @code{A},
22741 but also the
22742 body of @code{C}, because @code{B} @code{with}'s @code{C}.
22743 @end table
22744
22745 @noindent
22746 We are now in a position to give a usage rule in Ada for avoiding
22747 elaboration problems, at least if dynamic dispatching and access to
22748 subprogram values are not used. We will handle these cases separately
22749 later.
22750
22751 The rule is simple. If a unit has elaboration code that can directly or
22752 indirectly make a call to a subprogram in a @code{with}'ed unit, or instantiate
22753 a generic package in a @code{with}'ed unit,
22754 then if the @code{with}'ed unit does not have
22755 pragma @code{Pure} or @code{Preelaborate}, then the client should have
22756 a pragma @code{Elaborate_All}
22757 for the @code{with}'ed unit. By following this rule a client is
22758 assured that calls can be made without risk of an exception.
22759
22760 For generic subprogram instantiations, the rule can be relaxed to
22761 require only a pragma @code{Elaborate} since elaborating the body
22762 of a subprogram cannot cause any transitive elaboration (we are
22763 not calling the subprogram in this case, just elaborating its
22764 declaration).
22765
22766 If this rule is not followed, then a program may be in one of four
22767 states:
22768
22769 @table @asis
22770 @item No order exists
22771 No order of elaboration exists which follows the rules, taking into
22772 account any @code{Elaborate}, @code{Elaborate_All},
22773 or @code{Elaborate_Body} pragmas. In
22774 this case, an Ada compiler must diagnose the situation at bind
22775 time, and refuse to build an executable program.
22776
22777 @item One or more orders exist, all incorrect
22778 One or more acceptable elaboration orders exist, and all of them
22779 generate an elaboration order problem. In this case, the binder
22780 can build an executable program, but @code{Program_Error} will be raised
22781 when the program is run.
22782
22783 @item Several orders exist, some right, some incorrect
22784 One or more acceptable elaboration orders exists, and some of them
22785 work, and some do not. The programmer has not controlled
22786 the order of elaboration, so the binder may or may not pick one of
22787 the correct orders, and the program may or may not raise an
22788 exception when it is run. This is the worst case, because it means
22789 that the program may fail when moved to another compiler, or even
22790 another version of the same compiler.
22791
22792 @item One or more orders exists, all correct
22793 One ore more acceptable elaboration orders exist, and all of them
22794 work. In this case the program runs successfully. This state of
22795 affairs can be guaranteed by following the rule we gave above, but
22796 may be true even if the rule is not followed.
22797 @end table
22798
22799 @noindent
22800 Note that one additional advantage of following our rules on the use
22801 of @code{Elaborate} and @code{Elaborate_All}
22802 is that the program continues to stay in the ideal (all orders OK) state
22803 even if maintenance
22804 changes some bodies of some units. Conversely, if a program that does
22805 not follow this rule happens to be safe at some point, this state of affairs
22806 may deteriorate silently as a result of maintenance changes.
22807
22808 You may have noticed that the above discussion did not mention
22809 the use of @code{Elaborate_Body}. This was a deliberate omission. If you
22810 @code{with} an @code{Elaborate_Body} unit, it still may be the case that
22811 code in the body makes calls to some other unit, so it is still necessary
22812 to use @code{Elaborate_All} on such units.
22813
22814 @node Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls
22815 @section Controlling Elaboration in GNAT - Internal Calls
22816
22817 @noindent
22818 In the case of internal calls, i.e., calls within a single package, the
22819 programmer has full control over the order of elaboration, and it is up
22820 to the programmer to elaborate declarations in an appropriate order. For
22821 example writing:
22822
22823 @smallexample @c ada
22824 @group
22825 @cartouche
22826 function One return Float;
22827
22828 Q : Float := One;
22829
22830 function One return Float is
22831 begin
22832      return 1.0;
22833 end One;
22834 @end cartouche
22835 @end group
22836 @end smallexample
22837
22838 @noindent
22839 will obviously raise @code{Program_Error} at run time, because function
22840 One will be called before its body is elaborated. In this case GNAT will
22841 generate a warning that the call will raise @code{Program_Error}:
22842
22843 @smallexample
22844 @group
22845 @cartouche
22846  1. procedure y is
22847  2.    function One return Float;
22848  3.
22849  4.    Q : Float := One;
22850                     |
22851     >>> warning: cannot call "One" before body is elaborated
22852     >>> warning: Program_Error will be raised at run time
22853
22854  5.
22855  6.    function One return Float is
22856  7.    begin
22857  8.         return 1.0;
22858  9.    end One;
22859 10.
22860 11. begin
22861 12.    null;
22862 13. end;
22863 @end cartouche
22864 @end group
22865 @end smallexample
22866
22867 @noindent
22868 Note that in this particular case, it is likely that the call is safe, because
22869 the function @code{One} does not access any global variables.
22870 Nevertheless in Ada, we do not want the validity of the check to depend on
22871 the contents of the body (think about the separate compilation case), so this
22872 is still wrong, as we discussed in the previous sections.
22873
22874 The error is easily corrected by rearranging the declarations so that the
22875 body of @code{One} appears before the declaration containing the call
22876 (note that in Ada 95 and Ada 2005,
22877 declarations can appear in any order, so there is no restriction that
22878 would prevent this reordering, and if we write:
22879
22880 @smallexample @c ada
22881 @group
22882 @cartouche
22883 function One return Float;
22884
22885 function One return Float is
22886 begin
22887      return 1.0;
22888 end One;
22889
22890 Q : Float := One;
22891 @end cartouche
22892 @end group
22893 @end smallexample
22894
22895 @noindent
22896 then all is well, no warning is generated, and no
22897 @code{Program_Error} exception
22898 will be raised.
22899 Things are more complicated when a chain of subprograms is executed:
22900
22901 @smallexample @c ada
22902 @group
22903 @cartouche
22904 function A return Integer;
22905 function B return Integer;
22906 function C return Integer;
22907
22908 function B return Integer is begin return A; end;
22909 function C return Integer is begin return B; end;
22910
22911 X : Integer := C;
22912
22913 function A return Integer is begin return 1; end;
22914 @end cartouche
22915 @end group
22916 @end smallexample
22917
22918 @noindent
22919 Now the call to @code{C}
22920 at elaboration time in the declaration of @code{X} is correct, because
22921 the body of @code{C} is already elaborated,
22922 and the call to @code{B} within the body of
22923 @code{C} is correct, but the call
22924 to @code{A} within the body of @code{B} is incorrect, because the body
22925 of @code{A} has not been elaborated, so @code{Program_Error}
22926 will be raised on the call to @code{A}.
22927 In this case GNAT will generate a
22928 warning that @code{Program_Error} may be
22929 raised at the point of the call. Let's look at the warning:
22930
22931 @smallexample
22932 @group
22933 @cartouche
22934  1. procedure x is
22935  2.    function A return Integer;
22936  3.    function B return Integer;
22937  4.    function C return Integer;
22938  5.
22939  6.    function B return Integer is begin return A; end;
22940                                                     |
22941     >>> warning: call to "A" before body is elaborated may
22942                  raise Program_Error
22943     >>> warning: "B" called at line 7
22944     >>> warning: "C" called at line 9
22945
22946  7.    function C return Integer is begin return B; end;
22947  8.
22948  9.    X : Integer := C;
22949 10.
22950 11.    function A return Integer is begin return 1; end;
22951 12.
22952 13. begin
22953 14.    null;
22954 15. end;
22955 @end cartouche
22956 @end group
22957 @end smallexample
22958
22959 @noindent
22960 Note that the message here says ``may raise'', instead of the direct case,
22961 where the message says ``will be raised''. That's because whether
22962 @code{A} is
22963 actually called depends in general on run-time flow of control.
22964 For example, if the body of @code{B} said
22965
22966 @smallexample @c ada
22967 @group
22968 @cartouche
22969 function B return Integer is
22970 begin
22971    if some-condition-depending-on-input-data then
22972       return A;
22973    else
22974       return 1;
22975    end if;
22976 end B;
22977 @end cartouche
22978 @end group
22979 @end smallexample
22980
22981 @noindent
22982 then we could not know until run time whether the incorrect call to A would
22983 actually occur, so @code{Program_Error} might
22984 or might not be raised. It is possible for a compiler to
22985 do a better job of analyzing bodies, to
22986 determine whether or not @code{Program_Error}
22987 might be raised, but it certainly
22988 couldn't do a perfect job (that would require solving the halting problem
22989 and is provably impossible), and because this is a warning anyway, it does
22990 not seem worth the effort to do the analysis. Cases in which it
22991 would be relevant are rare.
22992
22993 In practice, warnings of either of the forms given
22994 above will usually correspond to
22995 real errors, and should be examined carefully and eliminated.
22996 In the rare case where a warning is bogus, it can be suppressed by any of
22997 the following methods:
22998
22999 @itemize @bullet
23000 @item
23001 Compile with the @option{-gnatws} switch set
23002
23003 @item
23004 Suppress @code{Elaboration_Check} for the called subprogram
23005
23006 @item
23007 Use pragma @code{Warnings_Off} to turn warnings off for the call
23008 @end itemize
23009
23010 @noindent
23011 For the internal elaboration check case,
23012 GNAT by default generates the
23013 necessary run-time checks to ensure
23014 that @code{Program_Error} is raised if any
23015 call fails an elaboration check. Of course this can only happen if a
23016 warning has been issued as described above. The use of pragma
23017 @code{Suppress (Elaboration_Check)} may (but is not guaranteed to) suppress
23018 some of these checks, meaning that it may be possible (but is not
23019 guaranteed) for a program to be able to call a subprogram whose body
23020 is not yet elaborated, without raising a @code{Program_Error} exception.
23021
23022 @node Controlling Elaboration in GNAT - External Calls
23023 @section Controlling Elaboration in GNAT - External Calls
23024
23025 @noindent
23026 The previous section discussed the case in which the execution of a
23027 particular thread of elaboration code occurred entirely within a
23028 single unit. This is the easy case to handle, because a programmer
23029 has direct and total control over the order of elaboration, and
23030 furthermore, checks need only be generated in cases which are rare
23031 and which the compiler can easily detect.
23032 The situation is more complex when separate compilation is taken into account.
23033 Consider the following:
23034
23035 @smallexample @c ada
23036 @cartouche
23037 @group
23038 package Math is
23039    function Sqrt (Arg : Float) return Float;
23040 end Math;
23041
23042 package body Math is
23043    function Sqrt (Arg : Float) return Float is
23044    begin
23045          @dots{}
23046    end Sqrt;
23047 end Math;
23048 @end group
23049 @group
23050 with Math;
23051 package Stuff is
23052    X : Float := Math.Sqrt (0.5);
23053 end Stuff;
23054
23055 with Stuff;
23056 procedure Main is
23057 begin
23058    @dots{}
23059 end Main;
23060 @end group
23061 @end cartouche
23062 @end smallexample
23063
23064 @noindent
23065 where @code{Main} is the main program. When this program is executed, the
23066 elaboration code must first be executed, and one of the jobs of the
23067 binder is to determine the order in which the units of a program are
23068 to be elaborated. In this case we have four units: the spec and body
23069 of @code{Math},
23070 the spec of @code{Stuff} and the body of @code{Main}).
23071 In what order should the four separate sections of elaboration code
23072 be executed?
23073
23074 There are some restrictions in the order of elaboration that the binder
23075 can choose. In particular, if unit U has a @code{with}
23076 for a package @code{X}, then you
23077 are assured that the spec of @code{X}
23078 is elaborated before U , but you are
23079 not assured that the body of @code{X}
23080 is elaborated before U.
23081 This means that in the above case, the binder is allowed to choose the
23082 order:
23083
23084 @smallexample
23085 spec of Math
23086 spec of Stuff
23087 body of Math
23088 body of Main
23089 @end smallexample
23090
23091 @noindent
23092 but that's not good, because now the call to @code{Math.Sqrt}
23093 that happens during
23094 the elaboration of the @code{Stuff}
23095 spec happens before the body of @code{Math.Sqrt} is
23096 elaborated, and hence causes @code{Program_Error} exception to be raised.
23097 At first glance, one might say that the binder is misbehaving, because
23098 obviously you want to elaborate the body of something you @code{with}
23099 first, but
23100 that is not a general rule that can be followed in all cases. Consider
23101
23102 @smallexample @c ada
23103 @group
23104 @cartouche
23105 package X is @dots{}
23106
23107 package Y is @dots{}
23108
23109 with X;
23110 package body Y is @dots{}
23111
23112 with Y;
23113 package body X is @dots{}
23114 @end cartouche
23115 @end group
23116 @end smallexample
23117
23118 @noindent
23119 This is a common arrangement, and, apart from the order of elaboration
23120 problems that might arise in connection with elaboration code, this works fine.
23121 A rule that says that you must first elaborate the body of anything you
23122 @code{with} cannot work in this case:
23123 the body of @code{X} @code{with}'s @code{Y},
23124 which means you would have to
23125 elaborate the body of @code{Y} first, but that @code{with}'s @code{X},
23126 which means
23127 you have to elaborate the body of @code{X} first, but @dots{} and we have a
23128 loop that cannot be broken.
23129
23130 It is true that the binder can in many cases guess an order of elaboration
23131 that is unlikely to cause a @code{Program_Error}
23132 exception to be raised, and it tries to do so (in the
23133 above example of @code{Math/Stuff/Spec}, the GNAT binder will
23134 by default
23135 elaborate the body of @code{Math} right after its spec, so all will be well).
23136
23137 However, a program that blindly relies on the binder to be helpful can
23138 get into trouble, as we discussed in the previous sections, so
23139 GNAT
23140 provides a number of facilities for assisting the programmer in
23141 developing programs that are robust with respect to elaboration order.
23142
23143 @node Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety
23144 @section Default Behavior in GNAT - Ensuring Safety
23145
23146 @noindent
23147 The default behavior in GNAT ensures elaboration safety. In its
23148 default mode GNAT implements the
23149 rule we previously described as the right approach. Let's restate it:
23150
23151 @itemize
23152 @item
23153 @emph{If a unit has elaboration code that can directly or indirectly make a
23154 call to a subprogram in a @code{with}'ed unit, or instantiate a generic
23155 package in a @code{with}'ed unit, then if the @code{with}'ed unit
23156 does not have pragma @code{Pure} or
23157 @code{Preelaborate}, then the client should have an
23158 @code{Elaborate_All} pragma for the @code{with}'ed unit.}
23159
23160 @emph{In the case of instantiating a generic subprogram, it is always
23161 sufficient to have only an @code{Elaborate} pragma for the
23162 @code{with}'ed unit.}
23163 @end itemize
23164
23165 @noindent
23166 By following this rule a client is assured that calls and instantiations
23167 can be made without risk of an exception.
23168
23169 In this mode GNAT traces all calls that are potentially made from
23170 elaboration code, and puts in any missing implicit @code{Elaborate}
23171 and @code{Elaborate_All} pragmas.
23172 The advantage of this approach is that no elaboration problems
23173 are possible if the binder can find an elaboration order that is
23174 consistent with these implicit @code{Elaborate} and
23175 @code{Elaborate_All} pragmas. The
23176 disadvantage of this approach is that no such order may exist.
23177
23178 If the binder does not generate any diagnostics, then it means that it has
23179 found an elaboration order that is guaranteed to be safe. However, the binder
23180 may still be relying on implicitly generated @code{Elaborate} and
23181 @code{Elaborate_All} pragmas so portability to other compilers than GNAT is not
23182 guaranteed.
23183
23184 If it is important to guarantee portability, then the compilations should
23185 use the
23186 @option{-gnatwl}
23187 (warn on elaboration problems) switch. This will cause warning messages
23188 to be generated indicating the missing @code{Elaborate} and
23189 @code{Elaborate_All} pragmas.
23190 Consider the following source program:
23191
23192 @smallexample @c ada
23193 @group
23194 @cartouche
23195 with k;
23196 package j is
23197   m : integer := k.r;
23198 end;
23199 @end cartouche
23200 @end group
23201 @end smallexample
23202
23203 @noindent
23204 where it is clear that there
23205 should be a pragma @code{Elaborate_All}
23206 for unit @code{k}. An implicit pragma will be generated, and it is
23207 likely that the binder will be able to honor it. However, if you want
23208 to port this program to some other Ada compiler than GNAT.
23209 it is safer to include the pragma explicitly in the source. If this
23210 unit is compiled with the
23211 @option{-gnatwl}
23212 switch, then the compiler outputs a warning:
23213
23214 @smallexample
23215 @group
23216 @cartouche
23217 1. with k;
23218 2. package j is
23219 3.   m : integer := k.r;
23220                      |
23221    >>> warning: call to "r" may raise Program_Error
23222    >>> warning: missing pragma Elaborate_All for "k"
23223
23224 4. end;
23225 @end cartouche
23226 @end group
23227 @end smallexample
23228
23229 @noindent
23230 and these warnings can be used as a guide for supplying manually
23231 the missing pragmas. It is usually a bad idea to use this warning
23232 option during development. That's because it will warn you when
23233 you need to put in a pragma, but cannot warn you when it is time
23234 to take it out. So the use of pragma @code{Elaborate_All} may lead to
23235 unnecessary dependencies and even false circularities.
23236
23237 This default mode is more restrictive than the Ada Reference
23238 Manual, and it is possible to construct programs which will compile
23239 using the dynamic model described there, but will run into a
23240 circularity using the safer static model we have described.
23241
23242 Of course any Ada compiler must be able to operate in a mode
23243 consistent with the requirements of the Ada Reference Manual,
23244 and in particular must have the capability of implementing the
23245 standard dynamic model of elaboration with run-time checks.
23246
23247 In GNAT, this standard mode can be achieved either by the use of
23248 the @option{-gnatE} switch on the compiler (@command{gcc} or
23249 @command{gnatmake}) command, or by the use of the configuration pragma:
23250
23251 @smallexample @c ada
23252 pragma Elaboration_Checks (DYNAMIC);
23253 @end smallexample
23254
23255 @noindent
23256 Either approach will cause the unit affected to be compiled using the
23257 standard dynamic run-time elaboration checks described in the Ada
23258 Reference Manual. The static model is generally preferable, since it
23259 is clearly safer to rely on compile and link time checks rather than
23260 run-time checks. However, in the case of legacy code, it may be
23261 difficult to meet the requirements of the static model. This
23262 issue is further discussed in
23263 @ref{What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails}.
23264
23265 Note that the static model provides a strict subset of the allowed
23266 behavior and programs of the Ada Reference Manual, so if you do
23267 adhere to the static model and no circularities exist,
23268 then you are assured that your program will
23269 work using the dynamic model, providing that you remove any
23270 pragma Elaborate statements from the source.
23271
23272 @node Treatment of Pragma Elaborate
23273 @section Treatment of Pragma Elaborate
23274 @cindex Pragma Elaborate
23275
23276 @noindent
23277 The use of @code{pragma Elaborate}
23278 should generally be avoided in Ada 95 and Ada 2005 programs,
23279 since there is no guarantee that transitive calls
23280 will be properly handled. Indeed at one point, this pragma was placed
23281 in Annex J (Obsolescent Features), on the grounds that it is never useful.
23282
23283 Now that's a bit restrictive. In practice, the case in which
23284 @code{pragma Elaborate} is useful is when the caller knows that there
23285 are no transitive calls, or that the called unit contains all necessary
23286 transitive @code{pragma Elaborate} statements, and legacy code often
23287 contains such uses.
23288
23289 Strictly speaking the static mode in GNAT should ignore such pragmas,
23290 since there is no assurance at compile time that the necessary safety
23291 conditions are met. In practice, this would cause GNAT to be incompatible
23292 with correctly written Ada 83 code that had all necessary
23293 @code{pragma Elaborate} statements in place. Consequently, we made the
23294 decision that GNAT in its default mode will believe that if it encounters
23295 a @code{pragma Elaborate} then the programmer knows what they are doing,
23296 and it will trust that no elaboration errors can occur.
23297
23298 The result of this decision is two-fold. First to be safe using the
23299 static mode, you should remove all @code{pragma Elaborate} statements.
23300 Second, when fixing circularities in existing code, you can selectively
23301 use @code{pragma Elaborate} statements to convince the static mode of
23302 GNAT that it need not generate an implicit @code{pragma Elaborate_All}
23303 statement.
23304
23305 When using the static mode with @option{-gnatwl}, any use of
23306 @code{pragma Elaborate} will generate a warning about possible
23307 problems.
23308
23309 @node Elaboration Issues for Library Tasks
23310 @section Elaboration Issues for Library Tasks
23311 @cindex Library tasks, elaboration issues
23312 @cindex Elaboration of library tasks
23313
23314 @noindent
23315 In this section we examine special elaboration issues that arise for
23316 programs that declare library level tasks.
23317
23318 Generally the model of execution of an Ada program is that all units are
23319 elaborated, and then execution of the program starts. However, the
23320 declaration of library tasks definitely does not fit this model. The
23321 reason for this is that library tasks start as soon as they are declared
23322 (more precisely, as soon as the statement part of the enclosing package
23323 body is reached), that is to say before elaboration
23324 of the program is complete. This means that if such a task calls a
23325 subprogram, or an entry in another task, the callee may or may not be
23326 elaborated yet, and in the standard
23327 Reference Manual model of dynamic elaboration checks, you can even
23328 get timing dependent Program_Error exceptions, since there can be
23329 a race between the elaboration code and the task code.
23330
23331 The static model of elaboration in GNAT seeks to avoid all such
23332 dynamic behavior, by being conservative, and the conservative
23333 approach in this particular case is to assume that all the code
23334 in a task body is potentially executed at elaboration time if
23335 a task is declared at the library level.
23336
23337 This can definitely result in unexpected circularities. Consider
23338 the following example
23339
23340 @smallexample @c ada
23341 package Decls is
23342   task Lib_Task is
23343      entry Start;
23344   end Lib_Task;
23345
23346   type My_Int is new Integer;
23347
23348   function Ident (M : My_Int) return My_Int;
23349 end Decls;
23350
23351 with Utils;
23352 package body Decls is
23353   task body Lib_Task is
23354   begin
23355      accept Start;
23356      Utils.Put_Val (2);
23357   end Lib_Task;
23358
23359   function Ident (M : My_Int) return My_Int is
23360   begin
23361      return M;
23362   end Ident;
23363 end Decls;
23364
23365 with Decls;
23366 package Utils is
23367   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int);
23368 end Utils;
23369
23370 with Text_IO;
23371 package body Utils is
23372   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int) is
23373   begin
23374      Text_IO.Put_Line (Decls.My_Int'Image (Decls.Ident (Arg)));
23375   end Put_Val;
23376 end Utils;
23377
23378 with Decls;
23379 procedure Main is
23380 begin
23381    Decls.Lib_Task.Start;
23382 end;
23383 @end smallexample
23384
23385 @noindent
23386 If the above example is compiled in the default static elaboration
23387 mode, then a circularity occurs. The circularity comes from the call
23388 @code{Utils.Put_Val} in the task body of @code{Decls.Lib_Task}. Since
23389 this call occurs in elaboration code, we need an implicit pragma
23390 @code{Elaborate_All} for @code{Utils}. This means that not only must
23391 the spec and body of @code{Utils} be elaborated before the body
23392 of @code{Decls}, but also the spec and body of any unit that is
23393 @code{with'ed} by the body of @code{Utils} must also be elaborated before
23394 the body of @code{Decls}. This is the transitive implication of
23395 pragma @code{Elaborate_All} and it makes sense, because in general
23396 the body of @code{Put_Val} might have a call to something in a
23397 @code{with'ed} unit.
23398
23399 In this case, the body of Utils (actually its spec) @code{with's}
23400 @code{Decls}. Unfortunately this means that the body of @code{Decls}
23401 must be elaborated before itself, in case there is a call from the
23402 body of @code{Utils}.
23403
23404 Here is the exact chain of events we are worrying about:
23405
23406 @enumerate
23407 @item
23408 In the body of @code{Decls} a call is made from within the body of a library
23409 task to a subprogram in the package @code{Utils}. Since this call may
23410 occur at elaboration time (given that the task is activated at elaboration
23411 time), we have to assume the worst, i.e., that the
23412 call does happen at elaboration time.
23413
23414 @item
23415 This means that the body and spec of @code{Util} must be elaborated before
23416 the body of @code{Decls} so that this call does not cause an access before
23417 elaboration.
23418
23419 @item
23420 Within the body of @code{Util}, specifically within the body of
23421 @code{Util.Put_Val} there may be calls to any unit @code{with}'ed
23422 by this package.
23423
23424 @item
23425 One such @code{with}'ed package is package @code{Decls}, so there
23426 might be a call to a subprogram in @code{Decls} in @code{Put_Val}.
23427 In fact there is such a call in this example, but we would have to
23428 assume that there was such a call even if it were not there, since
23429 we are not supposed to write the body of @code{Decls} knowing what
23430 is in the body of @code{Utils}; certainly in the case of the
23431 static elaboration model, the compiler does not know what is in
23432 other bodies and must assume the worst.
23433
23434 @item
23435 This means that the spec and body of @code{Decls} must also be
23436 elaborated before we elaborate the unit containing the call, but
23437 that unit is @code{Decls}! This means that the body of @code{Decls}
23438 must be elaborated before itself, and that's a circularity.
23439 @end enumerate
23440
23441 @noindent
23442 Indeed, if you add an explicit pragma @code{Elaborate_All} for @code{Utils} in
23443 the body of @code{Decls} you will get a true Ada Reference Manual
23444 circularity that makes the program illegal.
23445
23446 In practice, we have found that problems with the static model of
23447 elaboration in existing code often arise from library tasks, so
23448 we must address this particular situation.
23449
23450 Note that if we compile and run the program above, using the dynamic model of
23451 elaboration (that is to say use the @option{-gnatE} switch),
23452 then it compiles, binds,
23453 links, and runs, printing the expected result of 2. Therefore in some sense
23454 the circularity here is only apparent, and we need to capture
23455 the properties of this program that  distinguish it from other library-level
23456 tasks that have real elaboration problems.
23457
23458 We have four possible answers to this question:
23459
23460 @itemize @bullet
23461
23462 @item
23463 Use the dynamic model of elaboration.
23464
23465 If we use the @option{-gnatE} switch, then as noted above, the program works.
23466 Why is this? If we examine the task body, it is apparent that the task cannot
23467 proceed past the
23468 @code{accept} statement until after elaboration has been completed, because
23469 the corresponding entry call comes from the main program, not earlier.
23470 This is why the dynamic model works here. But that's really giving
23471 up on a precise analysis, and we prefer to take this approach only if we cannot
23472 solve the
23473 problem in any other manner. So let us examine two ways to reorganize
23474 the program to avoid the potential elaboration problem.
23475
23476 @item
23477 Split library tasks into separate packages.
23478
23479 Write separate packages, so that library tasks are isolated from
23480 other declarations as much as possible. Let us look at a variation on
23481 the above program.
23482
23483 @smallexample @c ada
23484 package Decls1 is
23485   task Lib_Task is
23486      entry Start;
23487   end Lib_Task;
23488 end Decls1;
23489
23490 with Utils;
23491 package body Decls1 is
23492   task body Lib_Task is
23493   begin
23494      accept Start;
23495      Utils.Put_Val (2);
23496   end Lib_Task;
23497 end Decls1;
23498
23499 package Decls2 is
23500   type My_Int is new Integer;
23501   function Ident (M : My_Int) return My_Int;
23502 end Decls2;
23503
23504 with Utils;
23505 package body Decls2 is
23506   function Ident (M : My_Int) return My_Int is
23507   begin
23508      return M;
23509   end Ident;
23510 end Decls2;
23511
23512 with Decls2;
23513 package Utils is
23514   procedure Put_Val (Arg : Decls2.My_Int);
23515 end Utils;
23516
23517 with Text_IO;
23518 package body Utils is
23519   procedure Put_Val (Arg : Decls2.My_Int) is
23520   begin
23521      Text_IO.Put_Line (Decls2.My_Int'Image (Decls2.Ident (Arg)));
23522   end Put_Val;
23523 end Utils;
23524
23525 with Decls1;
23526 procedure Main is
23527 begin
23528    Decls1.Lib_Task.Start;
23529 end;
23530 @end smallexample
23531
23532 @noindent
23533 All we have done is to split @code{Decls} into two packages, one
23534 containing the library task, and one containing everything else. Now
23535 there is no cycle, and the program compiles, binds, links and executes
23536 using the default static model of elaboration.
23537
23538 @item
23539 Declare separate task types.
23540
23541 A significant part of the problem arises because of the use of the
23542 single task declaration form. This means that the elaboration of
23543 the task type, and the elaboration of the task itself (i.e.@: the
23544 creation of the task) happen at the same time. A good rule
23545 of style in Ada is to always create explicit task types. By
23546 following the additional step of placing task objects in separate
23547 packages from the task type declaration, many elaboration problems
23548 are avoided. Here is another modified example of the example program:
23549
23550 @smallexample @c ada
23551 package Decls is
23552   task type Lib_Task_Type is
23553      entry Start;
23554   end Lib_Task_Type;
23555
23556   type My_Int is new Integer;
23557
23558   function Ident (M : My_Int) return My_Int;
23559 end Decls;
23560
23561 with Utils;
23562 package body Decls is
23563   task body Lib_Task_Type is
23564   begin
23565      accept Start;
23566      Utils.Put_Val (2);
23567   end Lib_Task_Type;
23568
23569   function Ident (M : My_Int) return My_Int is
23570   begin
23571      return M;
23572   end Ident;
23573 end Decls;
23574
23575 with Decls;
23576 package Utils is
23577   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int);
23578 end Utils;
23579
23580 with Text_IO;
23581 package body Utils is
23582   procedure Put_Val (Arg : Decls.My_Int) is
23583   begin
23584      Text_IO.Put_Line (Decls.My_Int'Image (Decls.Ident (Arg)));
23585   end Put_Val;
23586 end Utils;
23587
23588 with Decls;
23589 package Declst is
23590    Lib_Task : Decls.Lib_Task_Type;
23591 end Declst;
23592
23593 with Declst;
23594 procedure Main is
23595 begin
23596    Declst.Lib_Task.Start;
23597 end;
23598 @end smallexample
23599
23600 @noindent
23601 What we have done here is to replace the @code{task} declaration in
23602 package @code{Decls} with a @code{task type} declaration. Then we
23603 introduce a separate package @code{Declst} to contain the actual
23604 task object. This separates the elaboration issues for
23605 the @code{task type}
23606 declaration, which causes no trouble, from the elaboration issues
23607 of the task object, which is also unproblematic, since it is now independent
23608 of the elaboration of  @code{Utils}.
23609 This separation of concerns also corresponds to
23610 a generally sound engineering principle of separating declarations
23611 from instances. This version of the program also compiles, binds, links,
23612 and executes, generating the expected output.
23613
23614 @item
23615 Use No_Entry_Calls_In_Elaboration_Code restriction.
23616 @cindex No_Entry_Calls_In_Elaboration_Code
23617
23618 The previous two approaches described how a program can be restructured
23619 to avoid the special problems caused by library task bodies. in practice,
23620 however, such restructuring may be difficult to apply to existing legacy code,
23621 so we must consider solutions that do not require massive rewriting.
23622
23623 Let us consider more carefully why our original sample program works
23624 under the dynamic model of elaboration. The reason is that the code
23625 in the task body blocks immediately on the @code{accept}
23626 statement. Now of course there is nothing to prohibit elaboration
23627 code from making entry calls (for example from another library level task),
23628 so we cannot tell in isolation that
23629 the task will not execute the accept statement  during elaboration.
23630
23631 However, in practice it is very unusual to see elaboration code
23632 make any entry calls, and the pattern of tasks starting
23633 at elaboration time and then immediately blocking on @code{accept} or
23634 @code{select} statements is very common. What this means is that
23635 the compiler is being too pessimistic when it analyzes the
23636 whole package body as though it might be executed at elaboration
23637 time.
23638
23639 If we know that the elaboration code contains no entry calls, (a very safe
23640 assumption most of the time, that could almost be made the default
23641 behavior), then we can compile all units of the program under control
23642 of the following configuration pragma:
23643
23644 @smallexample
23645 pragma Restrictions (No_Entry_Calls_In_Elaboration_Code);
23646 @end smallexample
23647
23648 @noindent
23649 This pragma can be placed in the @file{gnat.adc} file in the usual
23650 manner. If we take our original unmodified program and compile it
23651 in the presence of a @file{gnat.adc} containing the above pragma,
23652 then once again, we can compile, bind, link, and execute, obtaining
23653 the expected result. In the presence of this pragma, the compiler does
23654 not trace calls in a task body, that appear after the first @code{accept}
23655 or @code{select} statement, and therefore does not report a potential
23656 circularity in the original program.
23657
23658 The compiler will check to the extent it can that the above
23659 restriction is not violated, but it is not always possible to do a
23660 complete check at compile time, so it is important to use this
23661 pragma only if the stated restriction is in fact met, that is to say
23662 no task receives an entry call before elaboration of all units is completed.
23663
23664 @end itemize
23665
23666 @node Mixing Elaboration Models
23667 @section Mixing Elaboration Models
23668 @noindent
23669 So far, we have assumed that the entire program is either compiled
23670 using the dynamic model or static model, ensuring consistency. It
23671 is possible to mix the two models, but rules have to be followed
23672 if this mixing is done to ensure that elaboration checks are not
23673 omitted.
23674
23675 The basic rule is that @emph{a unit compiled with the static model cannot
23676 be @code{with'ed} by a unit compiled with the dynamic model}. The
23677 reason for this is that in the static model, a unit assumes that
23678 its clients guarantee to use (the equivalent of) pragma
23679 @code{Elaborate_All} so that no elaboration checks are required
23680 in inner subprograms, and this assumption is violated if the
23681 client is compiled with dynamic checks.
23682
23683 The precise rule is as follows. A unit that is compiled with dynamic
23684 checks can only @code{with} a unit that meets at least one of the
23685 following criteria:
23686
23687 @itemize @bullet
23688
23689 @item
23690 The @code{with'ed} unit is itself compiled with dynamic elaboration
23691 checks (that is with the @option{-gnatE} switch.
23692
23693 @item
23694 The @code{with'ed} unit is an internal GNAT implementation unit from
23695 the System, Interfaces, Ada, or GNAT hierarchies.
23696
23697 @item
23698 The @code{with'ed} unit has pragma Preelaborate or pragma Pure.
23699
23700 @item
23701 The @code{with'ing} unit (that is the client) has an explicit pragma
23702 @code{Elaborate_All} for the @code{with'ed} unit.
23703
23704 @end itemize
23705
23706 @noindent
23707 If this rule is violated, that is if a unit with dynamic elaboration
23708 checks @code{with's} a unit that does not meet one of the above four
23709 criteria, then the binder (@code{gnatbind}) will issue a warning
23710 similar to that in the following example:
23711
23712 @smallexample
23713 warning: "x.ads" has dynamic elaboration checks and with's
23714 warning:   "y.ads" which has static elaboration checks
23715 @end smallexample
23716
23717 @noindent
23718 These warnings indicate that the rule has been violated, and that as a result
23719 elaboration checks may be missed in the resulting executable file.
23720 This warning may be suppressed using the @option{-ws} binder switch
23721 in the usual manner.
23722
23723 One useful application of this mixing rule is in the case of a subsystem
23724 which does not itself @code{with} units from the remainder of the
23725 application. In this case, the entire subsystem can be compiled with
23726 dynamic checks to resolve a circularity in the subsystem, while
23727 allowing the main application that uses this subsystem to be compiled
23728 using the more reliable default static model.
23729
23730 @node What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails
23731 @section What to Do If the Default Elaboration Behavior Fails
23732
23733 @noindent
23734 If the binder cannot find an acceptable order, it outputs detailed
23735 diagnostics. For example:
23736 @smallexample
23737 @group
23738 @iftex
23739 @leftskip=0cm
23740 @end iftex
23741 error: elaboration circularity detected
23742 info:   "proc (body)" must be elaborated before "pack (body)"
23743 info:     reason: Elaborate_All probably needed in unit "pack (body)"
23744 info:     recompile "pack (body)" with -gnatwl
23745 info:                             for full details
23746 info:       "proc (body)"
23747 info:         is needed by its spec:
23748 info:       "proc (spec)"
23749 info:         which is withed by:
23750 info:       "pack (body)"
23751 info:  "pack (body)" must be elaborated before "proc (body)"
23752 info:     reason: pragma Elaborate in unit "proc (body)"
23753 @end group
23754
23755 @end smallexample
23756
23757 @noindent
23758 In this case we have a cycle that the binder cannot break. On the one
23759 hand, there is an explicit pragma Elaborate in @code{proc} for
23760 @code{pack}. This means that the body of @code{pack} must be elaborated
23761 before the body of @code{proc}. On the other hand, there is elaboration
23762 code in @code{pack} that calls a subprogram in @code{proc}. This means
23763 that for maximum safety, there should really be a pragma
23764 Elaborate_All in @code{pack} for @code{proc} which would require that
23765 the body of @code{proc} be elaborated before the body of
23766 @code{pack}. Clearly both requirements cannot be satisfied.
23767 Faced with a circularity of this kind, you have three different options.
23768
23769 @table @asis
23770 @item Fix the program
23771 The most desirable option from the point of view of long-term maintenance
23772 is to rearrange the program so that the elaboration problems are avoided.
23773 One useful technique is to place the elaboration code into separate
23774 child packages. Another is to move some of the initialization code to
23775 explicitly called subprograms, where the program controls the order
23776 of initialization explicitly. Although this is the most desirable option,
23777 it may be impractical and involve too much modification, especially in
23778 the case of complex legacy code.
23779
23780 @item Perform dynamic checks
23781 If the compilations are done using the
23782 @option{-gnatE}
23783 (dynamic elaboration check) switch, then GNAT behaves in a quite different
23784 manner. Dynamic checks are generated for all calls that could possibly result
23785 in raising an exception. With this switch, the compiler does not generate
23786 implicit @code{Elaborate} or @code{Elaborate_All} pragmas. The behavior then is
23787 exactly as specified in the @cite{Ada Reference Manual}.
23788 The binder will generate
23789 an executable program that may or may not raise @code{Program_Error}, and then
23790 it is the programmer's job to ensure that it does not raise an exception. Note
23791 that it is important to compile all units with the switch, it cannot be used
23792 selectively.
23793
23794 @item Suppress checks
23795 The drawback of dynamic checks is that they generate a
23796 significant overhead at run time, both in space and time. If you
23797 are absolutely sure that your program cannot raise any elaboration
23798 exceptions, and you still want to use the dynamic elaboration model,
23799 then you can use the configuration pragma
23800 @code{Suppress (Elaboration_Check)} to suppress all such checks. For
23801 example this pragma could be placed in the @file{gnat.adc} file.
23802
23803 @item Suppress checks selectively
23804 When you know that certain calls or instantiations in elaboration code cannot
23805 possibly lead to an elaboration error, and the binder nevertheless complains
23806 about implicit @code{Elaborate} and @code{Elaborate_All} pragmas that lead to
23807 elaboration circularities, it is possible to remove those warnings locally and
23808 obtain a program that will bind. Clearly this can be unsafe, and it is the
23809 responsibility of the programmer to make sure that the resulting program has no
23810 elaboration anomalies. The pragma @code{Suppress (Elaboration_Check)} can be
23811 used with different granularity to suppress warnings and break elaboration
23812 circularities:
23813
23814 @itemize @bullet
23815 @item
23816 Place the pragma that names the called subprogram in the declarative part
23817 that contains the call.
23818
23819 @item
23820 Place the pragma in the declarative part, without naming an entity. This
23821 disables warnings on all calls in the corresponding  declarative region.
23822
23823 @item
23824 Place the pragma in the package spec that declares the called subprogram,
23825 and name the subprogram. This disables warnings on all elaboration calls to
23826 that subprogram.
23827
23828 @item
23829 Place the pragma in the package spec that declares the called subprogram,
23830 without naming any entity. This disables warnings on all elaboration calls to
23831 all subprograms declared in this spec.
23832
23833 @item Use Pragma Elaborate
23834 As previously described in section @xref{Treatment of Pragma Elaborate},
23835 GNAT in static mode assumes that a @code{pragma} Elaborate indicates correctly
23836 that no elaboration checks are required on calls to the designated unit.
23837 There may be cases in which the caller knows that no transitive calls
23838 can occur, so that a @code{pragma Elaborate} will be sufficient in a
23839 case where @code{pragma Elaborate_All} would cause a circularity.
23840 @end itemize
23841
23842 @noindent
23843 These five cases are listed in order of decreasing safety, and therefore
23844 require increasing programmer care in their application. Consider the
23845 following program:
23846
23847 @smallexample @c adanocomment
23848 package Pack1 is
23849   function F1 return Integer;
23850   X1 : Integer;
23851 end Pack1;
23852
23853 package Pack2 is
23854   function F2 return Integer;
23855   function Pure (x : integer) return integer;
23856   --  pragma Suppress (Elaboration_Check, On => Pure);  -- (3)
23857   --  pragma Suppress (Elaboration_Check);              -- (4)
23858 end Pack2;
23859
23860 with Pack2;
23861 package body Pack1 is
23862   function F1 return Integer is
23863   begin
23864     return 100;
23865   end F1;
23866   Val : integer := Pack2.Pure (11);    --  Elab. call (1)
23867 begin
23868   declare
23869     --  pragma Suppress(Elaboration_Check, Pack2.F2);   -- (1)
23870     --  pragma Suppress(Elaboration_Check);             -- (2)
23871   begin
23872     X1 := Pack2.F2 + 1;                --  Elab. call (2)
23873   end;
23874 end Pack1;
23875
23876 with Pack1;
23877 package body Pack2 is
23878   function F2 return Integer is
23879   begin
23880      return Pack1.F1;
23881   end F2;
23882   function Pure (x : integer) return integer is
23883   begin
23884      return x ** 3 - 3 * x;
23885   end;
23886 end Pack2;
23887
23888 with Pack1, Ada.Text_IO;
23889 procedure Proc3 is
23890 begin
23891   Ada.Text_IO.Put_Line(Pack1.X1'Img); -- 101
23892 end Proc3;
23893 @end smallexample
23894 In the absence of any pragmas, an attempt to bind this program produces
23895 the following diagnostics:
23896 @smallexample
23897 @group
23898 @iftex
23899 @leftskip=.5cm
23900 @end iftex
23901 error: elaboration circularity detected
23902 info:    "pack1 (body)" must be elaborated before "pack1 (body)"
23903 info:       reason: Elaborate_All probably needed in unit "pack1 (body)"
23904 info:       recompile "pack1 (body)" with -gnatwl for full details
23905 info:          "pack1 (body)"
23906 info:             must be elaborated along with its spec:
23907 info:          "pack1 (spec)"
23908 info:             which is withed by:
23909 info:          "pack2 (body)"
23910 info:             which must be elaborated along with its spec:
23911 info:          "pack2 (spec)"
23912 info:             which is withed by:
23913 info:          "pack1 (body)"
23914 @end group
23915 @end smallexample
23916 The sources of the circularity are the two calls to @code{Pack2.Pure} and
23917 @code{Pack2.F2} in the body of @code{Pack1}. We can see that the call to
23918 F2 is safe, even though F2 calls F1, because the call appears after the
23919 elaboration of the body of F1. Therefore the pragma (1) is safe, and will
23920 remove the warning on the call. It is also possible to use pragma (2)
23921 because there are no other potentially unsafe calls in the block.
23922
23923 @noindent
23924 The call to @code{Pure} is safe because this function does not depend on the
23925 state of @code{Pack2}. Therefore any call to this function is safe, and it
23926 is correct to place pragma (3) in the corresponding package spec.
23927
23928 @noindent
23929 Finally, we could place pragma (4) in the spec of @code{Pack2} to disable
23930 warnings on all calls to functions declared therein. Note that this is not
23931 necessarily safe, and requires more detailed examination of the subprogram
23932 bodies involved. In particular, a call to @code{F2} requires that @code{F1}
23933 be already elaborated.
23934 @end table
23935
23936 @noindent
23937 It is hard to generalize on which of these four approaches should be
23938 taken. Obviously if it is possible to fix the program so that the default
23939 treatment works, this is preferable, but this may not always be practical.
23940 It is certainly simple enough to use
23941 @option{-gnatE}
23942 but the danger in this case is that, even if the GNAT binder
23943 finds a correct elaboration order, it may not always do so,
23944 and certainly a binder from another Ada compiler might not. A
23945 combination of testing and analysis (for which the warnings generated
23946 with the
23947 @option{-gnatwl}
23948 switch can be useful) must be used to ensure that the program is free
23949 of errors. One switch that is useful in this testing is the
23950 @option{^-p (pessimistic elaboration order)^/PESSIMISTIC_ELABORATION_ORDER^}
23951 switch for
23952 @code{gnatbind}.
23953 Normally the binder tries to find an order that has the best chance
23954 of avoiding elaboration problems. However, if this switch is used, the binder
23955 plays a devil's advocate role, and tries to choose the order that
23956 has the best chance of failing. If your program works even with this
23957 switch, then it has a better chance of being error free, but this is still
23958 not a guarantee.
23959
23960 For an example of this approach in action, consider the C-tests (executable
23961 tests) from the ACVC suite. If these are compiled and run with the default
23962 treatment, then all but one of them succeed without generating any error
23963 diagnostics from the binder. However, there is one test that fails, and
23964 this is not surprising, because the whole point of this test is to ensure
23965 that the compiler can handle cases where it is impossible to determine
23966 a correct order statically, and it checks that an exception is indeed
23967 raised at run time.
23968
23969 This one test must be compiled and run using the
23970 @option{-gnatE}
23971 switch, and then it passes. Alternatively, the entire suite can
23972 be run using this switch. It is never wrong to run with the dynamic
23973 elaboration switch if your code is correct, and we assume that the
23974 C-tests are indeed correct (it is less efficient, but efficiency is
23975 not a factor in running the ACVC tests.)
23976
23977 @node Elaboration for Access-to-Subprogram Values
23978 @section Elaboration for Access-to-Subprogram Values
23979 @cindex Access-to-subprogram
23980
23981 @noindent
23982 Access-to-subprogram types (introduced in Ada 95) complicate
23983 the handling of elaboration. The trouble is that it becomes
23984 impossible to tell at compile time which procedure
23985 is being called. This means that it is not possible for the binder
23986 to analyze the elaboration requirements in this case.
23987
23988 If at the point at which the access value is created
23989 (i.e., the evaluation of @code{P'Access} for a subprogram @code{P}),
23990 the body of the subprogram is
23991 known to have been elaborated, then the access value is safe, and its use
23992 does not require a check. This may be achieved by appropriate arrangement
23993 of the order of declarations if the subprogram is in the current unit,
23994 or, if the subprogram is in another unit, by using pragma
23995 @code{Pure}, @code{Preelaborate}, or @code{Elaborate_Body}
23996 on the referenced unit.
23997
23998 If the referenced body is not known to have been elaborated at the point
23999 the access value is created, then any use of the access value must do a
24000 dynamic check, and this dynamic check will fail and raise a
24001 @code{Program_Error} exception if the body has not been elaborated yet.
24002 GNAT will generate the necessary checks, and in addition, if the
24003 @option{-gnatwl}
24004 switch is set, will generate warnings that such checks are required.
24005
24006 The use of dynamic dispatching for tagged types similarly generates
24007 a requirement for dynamic checks, and premature calls to any primitive
24008 operation of a tagged type before the body of the operation has been
24009 elaborated, will result in the raising of @code{Program_Error}.
24010
24011 @node Summary of Procedures for Elaboration Control
24012 @section Summary of Procedures for Elaboration Control
24013 @cindex Elaboration control
24014
24015 @noindent
24016 First, compile your program with the default options, using none of
24017 the special elaboration control switches. If the binder successfully
24018 binds your program, then you can be confident that, apart from issues
24019 raised by the use of access-to-subprogram types and dynamic dispatching,
24020 the program is free of elaboration errors. If it is important that the
24021 program be portable, then use the
24022 @option{-gnatwl}
24023 switch to generate warnings about missing @code{Elaborate} or
24024 @code{Elaborate_All} pragmas, and supply the missing pragmas.
24025
24026 If the program fails to bind using the default static elaboration
24027 handling, then you can fix the program to eliminate the binder
24028 message, or recompile the entire program with the
24029 @option{-gnatE} switch to generate dynamic elaboration checks,
24030 and, if you are sure there really are no elaboration problems,
24031 use a global pragma @code{Suppress (Elaboration_Check)}.
24032
24033 @node Other Elaboration Order Considerations
24034 @section Other Elaboration Order Considerations
24035 @noindent
24036 This section has been entirely concerned with the issue of finding a valid
24037 elaboration order, as defined by the Ada Reference Manual. In a case
24038 where several elaboration orders are valid, the task is to find one
24039 of the possible valid elaboration orders (and the static model in GNAT
24040 will ensure that this is achieved).
24041
24042 The purpose of the elaboration rules in the Ada Reference Manual is to
24043 make sure that no entity is accessed before it has been elaborated. For
24044 a subprogram, this means that the spec and body must have been elaborated
24045 before the subprogram is called. For an object, this means that the object
24046 must have been elaborated before its value is read or written. A violation
24047 of either of these two requirements is an access before elaboration order,
24048 and this section has been all about avoiding such errors.
24049
24050 In the case where more than one order of elaboration is possible, in the
24051 sense that access before elaboration errors are avoided, then any one of
24052 the orders is ``correct'' in the sense that it meets the requirements of
24053 the Ada Reference Manual, and no such error occurs.
24054
24055 However, it may be the case for a given program, that there are
24056 constraints on the order of elaboration that come not from consideration
24057 of avoiding elaboration errors, but rather from extra-lingual logic
24058 requirements. Consider this example:
24059
24060 @smallexample @c ada
24061 with Init_Constants;
24062 package Constants is
24063    X : Integer := 0;
24064    Y : Integer := 0;
24065 end Constants;
24066
24067 package Init_Constants is
24068    procedure P; -- require a body
24069 end Init_Constants;
24070
24071 with Constants;
24072 package body Init_Constants is
24073    procedure P is begin null; end;
24074 begin
24075    Constants.X := 3;
24076    Constants.Y := 4;
24077 end Init_Constants;
24078
24079 with Constants;
24080 package Calc is
24081    Z : Integer := Constants.X + Constants.Y;
24082 end Calc;
24083
24084 with Calc;
24085 with Text_IO; use Text_IO;
24086 procedure Main is
24087 begin
24088    Put_Line (Calc.Z'Img);
24089 end Main;
24090 @end smallexample
24091
24092 @noindent
24093 In this example, there is more than one valid order of elaboration. For
24094 example both the following are correct orders:
24095
24096 @smallexample
24097 Init_Constants spec
24098 Constants spec
24099 Calc spec
24100 Init_Constants body
24101 Main body
24102
24103   and
24104
24105 Init_Constants spec
24106 Init_Constants body
24107 Constants spec
24108 Calc spec
24109 Main body
24110 @end smallexample
24111
24112 @noindent
24113 There is no language rule to prefer one or the other, both are correct
24114 from an order of elaboration point of view. But the programmatic effects
24115 of the two orders are very different. In the first, the elaboration routine
24116 of @code{Calc} initializes @code{Z} to zero, and then the main program
24117 runs with this value of zero. But in the second order, the elaboration
24118 routine of @code{Calc} runs after the body of Init_Constants has set
24119 @code{X} and @code{Y} and thus @code{Z} is set to 7 before @code{Main}
24120 runs.
24121
24122 One could perhaps by applying pretty clever non-artificial intelligence
24123 to the situation guess that it is more likely that the second order of
24124 elaboration is the one desired, but there is no formal linguistic reason
24125 to prefer one over the other. In fact in this particular case, GNAT will
24126 prefer the second order, because of the rule that bodies are elaborated
24127 as soon as possible, but it's just luck that this is what was wanted
24128 (if indeed the second order was preferred).
24129
24130 If the program cares about the order of elaboration routines in a case like
24131 this, it is important to specify the order required. In this particular
24132 case, that could have been achieved by adding to the spec of Calc:
24133
24134 @smallexample @c ada
24135 pragma Elaborate_All (Constants);
24136 @end smallexample
24137
24138 @noindent
24139 which requires that the body (if any) and spec of @code{Constants},
24140 as well as the body and spec of any unit @code{with}'ed by
24141 @code{Constants} be elaborated before @code{Calc} is elaborated.
24142
24143 Clearly no automatic method can always guess which alternative you require,
24144 and if you are working with legacy code that had constraints of this kind
24145 which were not properly specified by adding @code{Elaborate} or
24146 @code{Elaborate_All} pragmas, then indeed it is possible that two different
24147 compilers can choose different orders.
24148
24149 However, GNAT does attempt to diagnose the common situation where there
24150 are uninitialized variables in the visible part of a package spec, and the
24151 corresponding package body has an elaboration block that directly or
24152 indirectly initialized one or more of these variables. This is the situation
24153 in which a pragma Elaborate_Body is usually desirable, and GNAT will generate
24154 a warning that suggests this addition if it detects this situation.
24155
24156 The @code{gnatbind}
24157 @option{^-p^/PESSIMISTIC_ELABORATION^} switch may be useful in smoking
24158 out problems. This switch causes bodies to be elaborated as late as possible
24159 instead of as early as possible. In the example above, it would have forced
24160 the choice of the first elaboration order. If you get different results
24161 when using this switch, and particularly if one set of results is right,
24162 and one is wrong as far as you are concerned, it shows that you have some
24163 missing @code{Elaborate} pragmas. For the example above, we have the
24164 following output:
24165
24166 @smallexample
24167 gnatmake -f -q main
24168 main
24169  7
24170 gnatmake -f -q main -bargs -p
24171 main
24172  0
24173 @end smallexample
24174
24175 @noindent
24176 It is of course quite unlikely that both these results are correct, so
24177 it is up to you in a case like this to investigate the source of the
24178 difference, by looking at the two elaboration orders that are chosen,
24179 and figuring out which is correct, and then adding the necessary
24180 @code{Elaborate} or @code{Elaborate_All} pragmas to ensure the desired order.
24181
24182
24183
24184 @c *******************************
24185 @node Conditional Compilation
24186 @appendix Conditional Compilation
24187 @c *******************************
24188 @cindex Conditional compilation
24189
24190 @noindent
24191 It is often necessary to arrange for a single source program
24192 to serve multiple purposes, where it is compiled in different
24193 ways to achieve these different goals. Some examples of the
24194 need for this feature are
24195
24196 @itemize @bullet
24197 @item  Adapting a program to a different hardware environment
24198 @item  Adapting a program to a different target architecture
24199 @item  Turning debugging features on and off
24200 @item  Arranging for a program to compile with different compilers
24201 @end itemize
24202
24203 @noindent
24204 In C, or C++, the typical approach would be to use the preprocessor
24205 that is defined as part of the language. The Ada language does not
24206 contain such a feature. This is not an oversight, but rather a very
24207 deliberate design decision, based on the experience that overuse of
24208 the preprocessing features in C and C++ can result in programs that
24209 are extremely difficult to maintain. For example, if we have ten
24210 switches that can be on or off, this means that there are a thousand
24211 separate programs, any one of which might not even be syntactically
24212 correct, and even if syntactically correct, the resulting program
24213 might not work correctly. Testing all combinations can quickly become
24214 impossible.
24215
24216 Nevertheless, the need to tailor programs certainly exists, and in
24217 this Appendix we will discuss how this can
24218 be achieved using Ada in general, and GNAT in particular.
24219
24220 @menu
24221 * Use of Boolean Constants::
24222 * Debugging - A Special Case::
24223 * Conditionalizing Declarations::
24224 * Use of Alternative Implementations::
24225 * Preprocessing::
24226 @end menu
24227
24228 @node Use of Boolean Constants
24229 @section Use of Boolean Constants
24230
24231 @noindent
24232 In the case where the difference is simply which code
24233 sequence is executed, the cleanest solution is to use Boolean
24234 constants to control which code is executed.
24235
24236 @smallexample @c ada
24237 @group
24238 FP_Initialize_Required : constant Boolean := True;
24239 @dots{}
24240 if FP_Initialize_Required then
24241 @dots{}
24242 end if;
24243 @end group
24244 @end smallexample
24245
24246 @noindent
24247 Not only will the code inside the @code{if} statement not be executed if
24248 the constant Boolean is @code{False}, but it will also be completely
24249 deleted from the program.
24250 However, the code is only deleted after the @code{if} statement
24251 has been checked for syntactic and semantic correctness.
24252 (In contrast, with preprocessors the code is deleted before the
24253 compiler ever gets to see it, so it is not checked until the switch
24254 is turned on.)
24255 @cindex Preprocessors (contrasted with conditional compilation)
24256
24257 Typically the Boolean constants will be in a separate package,
24258 something like:
24259
24260 @smallexample @c ada
24261 @group
24262 package Config is
24263    FP_Initialize_Required : constant Boolean := True;
24264    Reset_Available        : constant Boolean := False;
24265    @dots{}
24266 end Config;
24267 @end group
24268 @end smallexample
24269
24270 @noindent
24271 The @code{Config} package exists in multiple forms for the various targets,
24272 with an appropriate script selecting the version of @code{Config} needed.
24273 Then any other unit requiring conditional compilation can do a @code{with}
24274 of @code{Config} to make the constants visible.
24275
24276
24277 @node Debugging - A Special Case
24278 @section Debugging - A Special Case
24279
24280 @noindent
24281 A common use of conditional code is to execute statements (for example
24282 dynamic checks, or output of intermediate results) under control of a
24283 debug switch, so that the debugging behavior can be turned on and off.
24284 This can be done using a Boolean constant to control whether the code
24285 is active:
24286
24287 @smallexample @c ada
24288 @group
24289 if Debugging then
24290    Put_Line ("got to the first stage!");
24291 end if;
24292 @end group
24293 @end smallexample
24294
24295 @noindent
24296 or
24297
24298 @smallexample @c ada
24299 @group
24300 if Debugging and then Temperature > 999.0 then
24301    raise Temperature_Crazy;
24302 end if;
24303 @end group
24304 @end smallexample
24305
24306 @noindent
24307 Since this is a common case, there are special features to deal with
24308 this in a convenient manner. For the case of tests, Ada 2005 has added
24309 a pragma @code{Assert} that can be used for such tests. This pragma is modeled
24310 @cindex pragma @code{Assert}
24311 on the @code{Assert} pragma that has always been available in GNAT, so this
24312 feature may be used with GNAT even if you are not using Ada 2005 features.
24313 The use of pragma @code{Assert} is described in
24314 @ref{Pragma Assert,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}, but as an
24315 example, the last test could be written:
24316
24317 @smallexample @c ada
24318 pragma Assert (Temperature <= 999.0, "Temperature Crazy");
24319 @end smallexample
24320
24321 @noindent
24322 or simply
24323
24324 @smallexample @c ada
24325 pragma Assert (Temperature <= 999.0);
24326 @end smallexample
24327
24328 @noindent
24329 In both cases, if assertions are active and the temperature is excessive,
24330 the exception @code{Assert_Failure} will be raised, with the given string in
24331 the first case or a string indicating the location of the pragma in the second
24332 case used as the exception message.
24333
24334 You can turn assertions on and off by using the @code{Assertion_Policy}
24335 pragma.
24336 @cindex pragma @code{Assertion_Policy}
24337 This is an Ada 2005 pragma which is implemented in all modes by
24338 GNAT, but only in the latest versions of GNAT which include Ada 2005
24339 capability. Alternatively, you can use the @option{-gnata} switch
24340 @cindex @option{-gnata} switch
24341 to enable assertions from the command line (this is recognized by all versions
24342 of GNAT).
24343
24344 For the example above with the @code{Put_Line}, the GNAT-specific pragma
24345 @code{Debug} can be used:
24346 @cindex pragma @code{Debug}
24347
24348 @smallexample @c ada
24349 pragma Debug (Put_Line ("got to the first stage!"));
24350 @end smallexample
24351
24352 @noindent
24353 If debug pragmas are enabled, the argument, which must be of the form of
24354 a procedure call, is executed (in this case, @code{Put_Line} will be called).
24355 Only one call can be present, but of course a special debugging procedure
24356 containing any code you like can be included in the program and then
24357 called in a pragma @code{Debug} argument as needed.
24358
24359 One advantage of pragma @code{Debug} over the @code{if Debugging then}
24360 construct is that pragma @code{Debug} can appear in declarative contexts,
24361 such as at the very beginning of a procedure, before local declarations have
24362 been elaborated.
24363
24364 Debug pragmas are enabled using either the @option{-gnata} switch that also
24365 controls assertions, or with a separate Debug_Policy pragma.
24366 @cindex pragma @code{Debug_Policy}
24367 The latter pragma is new in the Ada 2005 versions of GNAT (but it can be used
24368 in Ada 95 and Ada 83 programs as well), and is analogous to
24369 pragma @code{Assertion_Policy} to control assertions.
24370
24371 @code{Assertion_Policy} and @code{Debug_Policy} are configuration pragmas,
24372 and thus they can appear in @file{gnat.adc} if you are not using a
24373 project file, or in the file designated to contain configuration pragmas
24374 in a project file.
24375 They then apply to all subsequent compilations. In practice the use of
24376 the @option{-gnata} switch is often the most convenient method of controlling
24377 the status of these pragmas.
24378
24379 Note that a pragma is not a statement, so in contexts where a statement
24380 sequence is required, you can't just write a pragma on its own. You have
24381 to add a @code{null} statement.
24382
24383 @smallexample @c ada
24384 @group
24385 if @dots{} then
24386    @dots{} -- some statements
24387 else
24388    pragma Assert (Num_Cases < 10);
24389    null;
24390 end if;
24391 @end group
24392 @end smallexample
24393
24394
24395 @node Conditionalizing Declarations
24396 @section Conditionalizing Declarations
24397
24398 @noindent
24399 In some cases, it may be necessary to conditionalize declarations to meet
24400 different requirements. For example we might want a bit string whose length
24401 is set to meet some hardware message requirement.
24402
24403 In some cases, it may be possible to do this using declare blocks controlled
24404 by conditional constants:
24405
24406 @smallexample @c ada
24407 @group
24408 if Small_Machine then
24409    declare
24410       X : Bit_String (1 .. 10);
24411    begin
24412       @dots{}
24413    end;
24414 else
24415    declare
24416       X : Large_Bit_String (1 .. 1000);
24417    begin
24418       @dots{}
24419    end;
24420 end if;
24421 @end group
24422 @end smallexample
24423
24424 @noindent
24425 Note that in this approach, both declarations are analyzed by the
24426 compiler so this can only be used where both declarations are legal,
24427 even though one of them will not be used.
24428
24429 Another approach is to define integer constants, e.g.@: @code{Bits_Per_Word},
24430 or Boolean constants, e.g.@: @code{Little_Endian}, and then write declarations
24431 that are parameterized by these constants. For example
24432
24433 @smallexample @c ada
24434 @group
24435 for Rec use
24436   Field1 at 0 range Boolean'Pos (Little_Endian) * 10 .. Bits_Per_Word;
24437 end record;
24438 @end group
24439 @end smallexample
24440
24441 @noindent
24442 If @code{Bits_Per_Word} is set to 32, this generates either
24443
24444 @smallexample @c ada
24445 @group
24446 for Rec use
24447   Field1 at 0 range 0 .. 32;
24448 end record;
24449 @end group
24450 @end smallexample
24451
24452 @noindent
24453 for the big endian case, or
24454
24455 @smallexample @c ada
24456 @group
24457 for Rec use record
24458   Field1 at 0 range 10 .. 32;
24459 end record;
24460 @end group
24461 @end smallexample
24462
24463 @noindent
24464 for the little endian case. Since a powerful subset of Ada expression
24465 notation is usable for creating static constants, clever use of this
24466 feature can often solve quite difficult problems in conditionalizing
24467 compilation (note incidentally that in Ada 95, the little endian
24468 constant was introduced as @code{System.Default_Bit_Order}, so you do not
24469 need to define this one yourself).
24470
24471
24472 @node Use of Alternative Implementations
24473 @section Use of Alternative Implementations
24474
24475 @noindent
24476 In some cases, none of the approaches described above are adequate. This
24477 can occur for example if the set of declarations required is radically
24478 different for two different configurations.
24479
24480 In this situation, the official Ada way of dealing with conditionalizing
24481 such code is to write separate units for the different cases. As long as
24482 this does not result in excessive duplication of code, this can be done
24483 without creating maintenance problems. The approach is to share common
24484 code as far as possible, and then isolate the code and declarations
24485 that are different. Subunits are often a convenient method for breaking
24486 out a piece of a unit that is to be conditionalized, with separate files
24487 for different versions of the subunit for different targets, where the
24488 build script selects the right one to give to the compiler.
24489 @cindex Subunits (and conditional compilation)
24490
24491 As an example, consider a situation where a new feature in Ada 2005
24492 allows something to be done in a really nice way. But your code must be able
24493 to compile with an Ada 95 compiler. Conceptually you want to say:
24494
24495 @smallexample @c ada
24496 @group
24497 if Ada_2005 then
24498    @dots{} neat Ada 2005 code
24499 else
24500    @dots{} not quite as neat Ada 95 code
24501 end if;
24502 @end group
24503 @end smallexample
24504
24505 @noindent
24506 where @code{Ada_2005} is a Boolean constant.
24507
24508 But this won't work when @code{Ada_2005} is set to @code{False},
24509 since the @code{then} clause will be illegal for an Ada 95 compiler.
24510 (Recall that although such unreachable code would eventually be deleted
24511 by the compiler, it still needs to be legal.  If it uses features
24512 introduced in Ada 2005, it will be illegal in Ada 95.)
24513
24514 So instead we write
24515
24516 @smallexample @c ada
24517 procedure Insert is separate;
24518 @end smallexample
24519
24520 @noindent
24521 Then we have two files for the subunit @code{Insert}, with the two sets of
24522 code.
24523 If the package containing this is called @code{File_Queries}, then we might
24524 have two files
24525
24526 @itemize @bullet
24527 @item    @file{file_queries-insert-2005.adb}
24528 @item    @file{file_queries-insert-95.adb}
24529 @end itemize
24530
24531 @noindent
24532 and the build script renames the appropriate file to
24533
24534 @smallexample
24535 file_queries-insert.adb
24536 @end smallexample
24537
24538 @noindent
24539 and then carries out the compilation.
24540
24541 This can also be done with project files' naming schemes. For example:
24542
24543 @smallexample @c project
24544 For Body ("File_Queries.Insert") use "file_queries-insert-2005.ada";
24545 @end smallexample
24546
24547 @noindent
24548 Note also that with project files it is desirable to use a different extension
24549 than @file{ads} / @file{adb} for alternative versions. Otherwise a naming
24550 conflict may arise through another commonly used feature: to declare as part
24551 of the project a set of directories containing all the sources obeying the
24552 default naming scheme.
24553
24554 The use of alternative units is certainly feasible in all situations,
24555 and for example the Ada part of the GNAT run-time is conditionalized
24556 based on the target architecture using this approach. As a specific example,
24557 consider the implementation of the AST feature in VMS. There is one
24558 spec:
24559
24560 @smallexample
24561 s-asthan.ads
24562 @end smallexample
24563
24564 @noindent
24565 which is the same for all architectures, and three bodies:
24566
24567 @table @file
24568 @item    s-asthan.adb
24569 used for all non-VMS operating systems
24570 @item    s-asthan-vms-alpha.adb
24571 used for VMS on the Alpha
24572 @item    s-asthan-vms-ia64.adb
24573 used for VMS on the ia64
24574 @end table
24575
24576 @noindent
24577 The dummy version @file{s-asthan.adb} simply raises exceptions noting that
24578 this operating system feature is not available, and the two remaining
24579 versions interface with the corresponding versions of VMS to provide
24580 VMS-compatible AST handling. The GNAT build script knows the architecture
24581 and operating system, and automatically selects the right version,
24582 renaming it if necessary to @file{s-asthan.adb} before the run-time build.
24583
24584 Another style for arranging alternative implementations is through Ada's
24585 access-to-subprogram facility.
24586 In case some functionality is to be conditionally included,
24587 you can declare an access-to-procedure variable @code{Ref} that is initialized
24588 to designate a ``do nothing'' procedure, and then invoke @code{Ref.all}
24589 when appropriate.
24590 In some library package, set @code{Ref} to @code{Proc'Access} for some
24591 procedure @code{Proc} that performs the relevant processing.
24592 The initialization only occurs if the library package is included in the
24593 program.
24594 The same idea can also be implemented using tagged types and dispatching
24595 calls.
24596
24597
24598 @node Preprocessing
24599 @section Preprocessing
24600 @cindex Preprocessing
24601
24602 @noindent
24603 Although it is quite possible to conditionalize code without the use of
24604 C-style preprocessing, as described earlier in this section, it is
24605 nevertheless convenient in some cases to use the C approach. Moreover,
24606 older Ada compilers have often provided some preprocessing capability,
24607 so legacy code may depend on this approach, even though it is not
24608 standard.
24609
24610 To accommodate such use, GNAT provides a preprocessor (modeled to a large
24611 extent on the various preprocessors that have been used
24612 with legacy code on other compilers, to enable easier transition).
24613
24614 The preprocessor may be used in two separate modes. It can be used quite
24615 separately from the compiler, to generate a separate output source file
24616 that is then fed to the compiler as a separate step. This is the
24617 @code{gnatprep} utility, whose use is fully described in
24618 @ref{Preprocessing Using gnatprep}.
24619 @cindex @code{gnatprep}
24620
24621 The preprocessing language allows such constructs as
24622
24623 @smallexample
24624 @group
24625 #if DEBUG or PRIORITY > 4 then
24626    bunch of declarations
24627 #else
24628    completely different bunch of declarations
24629 #end if;
24630 @end group
24631 @end smallexample
24632
24633 @noindent
24634 The values of the symbols @code{DEBUG} and @code{PRIORITY} can be
24635 defined either on the command line or in a separate file.
24636
24637 The other way of running the preprocessor is even closer to the C style and
24638 often more convenient. In this approach the preprocessing is integrated into
24639 the compilation process. The compiler is fed the preprocessor input which
24640 includes @code{#if} lines etc, and then the compiler carries out the
24641 preprocessing internally and processes the resulting output.
24642 For more details on this approach, see @ref{Integrated Preprocessing}.
24643
24644
24645 @c *******************************
24646 @node Inline Assembler
24647 @appendix Inline Assembler
24648 @c *******************************
24649
24650 @noindent
24651 If you need to write low-level software that interacts directly
24652 with the hardware, Ada provides two ways to incorporate assembly
24653 language code into your program.  First, you can import and invoke
24654 external routines written in assembly language, an Ada feature fully
24655 supported by GNAT@.  However, for small sections of code it may be simpler
24656 or more efficient to include assembly language statements directly
24657 in your Ada source program, using the facilities of the implementation-defined
24658 package @code{System.Machine_Code}, which incorporates the gcc
24659 Inline Assembler.  The Inline Assembler approach offers a number of advantages,
24660 including the following:
24661
24662 @itemize @bullet
24663 @item No need to use non-Ada tools
24664 @item Consistent interface over different targets
24665 @item Automatic usage of the proper calling conventions
24666 @item Access to Ada constants and variables
24667 @item Definition of intrinsic routines
24668 @item Possibility of inlining a subprogram comprising assembler code
24669 @item Code optimizer can take Inline Assembler code into account
24670 @end itemize
24671
24672 This chapter presents a series of examples to show you how to use
24673 the Inline Assembler.  Although it focuses on the Intel x86,
24674 the general approach applies also to other processors.
24675 It is assumed that you are familiar with Ada
24676 and with assembly language programming.
24677
24678 @menu
24679 * Basic Assembler Syntax::
24680 * A Simple Example of Inline Assembler::
24681 * Output Variables in Inline Assembler::
24682 * Input Variables in Inline Assembler::
24683 * Inlining Inline Assembler Code::
24684 * Other Asm Functionality::
24685 @end menu
24686
24687 @c ---------------------------------------------------------------------------
24688 @node Basic Assembler Syntax
24689 @section Basic Assembler Syntax
24690
24691 @noindent
24692 The assembler used by GNAT and gcc is based not on the Intel assembly
24693 language, but rather on a language that descends from the AT&T Unix
24694 assembler @emph{as} (and which is often referred to as ``AT&T syntax'').
24695 The following table summarizes the main features of @emph{as} syntax
24696 and points out the differences from the Intel conventions.
24697 See the gcc @emph{as} and @emph{gas} (an @emph{as} macro
24698 pre-processor) documentation for further information.
24699
24700 @table @asis
24701 @item Register names
24702 gcc / @emph{as}: Prefix with ``%''; for example @code{%eax}
24703 @*
24704 Intel: No extra punctuation; for example @code{eax}
24705
24706 @item Immediate operand
24707 gcc / @emph{as}: Prefix with ``$''; for example @code{$4}
24708 @*
24709 Intel: No extra punctuation; for example @code{4}
24710
24711 @item Address
24712 gcc / @emph{as}: Prefix with ``$''; for example @code{$loc}
24713 @*
24714 Intel: No extra punctuation; for example @code{loc}
24715
24716 @item Memory contents
24717 gcc / @emph{as}: No extra punctuation; for example @code{loc}
24718 @*
24719 Intel: Square brackets; for example @code{[loc]}
24720
24721 @item Register contents
24722 gcc / @emph{as}: Parentheses; for example @code{(%eax)}
24723 @*
24724 Intel: Square brackets; for example @code{[eax]}
24725
24726 @item Hexadecimal numbers
24727 gcc / @emph{as}: Leading ``0x'' (C language syntax); for example @code{0xA0}
24728 @*
24729 Intel: Trailing ``h''; for example @code{A0h}
24730
24731 @item Operand size
24732 gcc / @emph{as}: Explicit in op code; for example @code{movw} to move
24733 a 16-bit word
24734 @*
24735 Intel: Implicit, deduced by assembler; for example @code{mov}
24736
24737 @item Instruction repetition
24738 gcc / @emph{as}: Split into two lines; for example
24739 @*
24740 @code{rep}
24741 @*
24742 @code{stosl}
24743 @*
24744 Intel: Keep on one line; for example @code{rep stosl}
24745
24746 @item Order of operands
24747 gcc / @emph{as}: Source first; for example @code{movw $4, %eax}
24748 @*
24749 Intel: Destination first; for example @code{mov eax, 4}
24750 @end table
24751
24752 @c ---------------------------------------------------------------------------
24753 @node A Simple Example of Inline Assembler
24754 @section A Simple Example of Inline Assembler
24755
24756 @noindent
24757 The following example will generate a single assembly language statement,
24758 @code{nop}, which does nothing.  Despite its lack of run-time effect,
24759 the example will be useful in illustrating the basics of
24760 the Inline Assembler facility.
24761
24762 @smallexample @c ada
24763 @group
24764 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
24765 procedure Nothing is
24766 begin
24767    Asm ("nop");
24768 end Nothing;
24769 @end group
24770 @end smallexample
24771
24772 @code{Asm} is a procedure declared in package @code{System.Machine_Code};
24773 here it takes one parameter, a @emph{template string} that must be a static
24774 expression and that will form the generated instruction.
24775 @code{Asm} may be regarded as a compile-time procedure that parses
24776 the template string and additional parameters (none here),
24777 from which it generates a sequence of assembly language instructions.
24778
24779 The examples in this chapter will illustrate several of the forms
24780 for invoking @code{Asm}; a complete specification of the syntax
24781 is found in @ref{Machine Code Insertions,,, gnat_rm, GNAT Reference
24782 Manual}.
24783
24784 Under the standard GNAT conventions, the @code{Nothing} procedure
24785 should be in a file named @file{nothing.adb}.
24786 You can build the executable in the usual way:
24787 @smallexample
24788 gnatmake nothing
24789 @end smallexample
24790 However, the interesting aspect of this example is not its run-time behavior
24791 but rather the generated assembly code.
24792 To see this output, invoke the compiler as follows:
24793 @smallexample
24794    gcc -c -S -fomit-frame-pointer -gnatp @file{nothing.adb}
24795 @end smallexample
24796 where the options are:
24797
24798 @table @code
24799 @item -c
24800 compile only (no bind or link)
24801 @item -S
24802 generate assembler listing
24803 @item -fomit-frame-pointer
24804 do not set up separate stack frames
24805 @item -gnatp
24806 do not add runtime checks
24807 @end table
24808
24809 This gives a human-readable assembler version of the code. The resulting
24810 file will have the same name as the Ada source file, but with a @code{.s}
24811 extension. In our example, the file @file{nothing.s} has the following
24812 contents:
24813
24814 @smallexample
24815 @group
24816 .file "nothing.adb"
24817 gcc2_compiled.:
24818 ___gnu_compiled_ada:
24819 .text
24820    .align 4
24821 .globl __ada_nothing
24822 __ada_nothing:
24823 #APP
24824    nop
24825 #NO_APP
24826    jmp L1
24827    .align 2,0x90
24828 L1:
24829    ret
24830 @end group
24831 @end smallexample
24832
24833 The assembly code you included is clearly indicated by
24834 the compiler, between the @code{#APP} and @code{#NO_APP}
24835 delimiters. The character before the 'APP' and 'NOAPP'
24836 can differ on different targets. For example, GNU/Linux uses '#APP' while
24837 on NT you will see '/APP'.
24838
24839 If you make a mistake in your assembler code (such as using the
24840 wrong size modifier, or using a wrong operand for the instruction) GNAT
24841 will report this error in a temporary file, which will be deleted when
24842 the compilation is finished.  Generating an assembler file will help
24843 in such cases, since you can assemble this file separately using the
24844 @emph{as} assembler that comes with gcc.
24845
24846 Assembling the file using the command
24847
24848 @smallexample
24849 as @file{nothing.s}
24850 @end smallexample
24851 @noindent
24852 will give you error messages whose lines correspond to the assembler
24853 input file, so you can easily find and correct any mistakes you made.
24854 If there are no errors, @emph{as} will generate an object file
24855 @file{nothing.out}.
24856
24857 @c ---------------------------------------------------------------------------
24858 @node Output Variables in Inline Assembler
24859 @section Output Variables in Inline Assembler
24860
24861 @noindent
24862 The examples in this section, showing how to access the processor flags,
24863 illustrate how to specify the destination operands for assembly language
24864 statements.
24865
24866 @smallexample @c ada
24867 @group
24868 with Interfaces; use Interfaces;
24869 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
24870 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
24871 procedure Get_Flags is
24872    Flags : Unsigned_32;
24873    use ASCII;
24874 begin
24875    Asm ("pushfl"          & LF & HT & -- push flags on stack
24876         "popl %%eax"      & LF & HT & -- load eax with flags
24877         "movl %%eax, %0",             -- store flags in variable
24878         Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
24879    Put_Line ("Flags register:" & Flags'Img);
24880 end Get_Flags;
24881 @end group
24882 @end smallexample
24883
24884 In order to have a nicely aligned assembly listing, we have separated
24885 multiple assembler statements in the Asm template string with linefeed
24886 (ASCII.LF) and horizontal tab (ASCII.HT) characters.
24887 The resulting section of the assembly output file is:
24888
24889 @smallexample
24890 @group
24891 #APP
24892    pushfl
24893    popl %eax
24894    movl %eax, -40(%ebp)
24895 #NO_APP
24896 @end group
24897 @end smallexample
24898
24899 It would have been legal to write the Asm invocation as:
24900
24901 @smallexample
24902 Asm ("pushfl popl %%eax movl %%eax, %0")
24903 @end smallexample
24904
24905 but in the generated assembler file, this would come out as:
24906
24907 @smallexample
24908 #APP
24909    pushfl popl %eax movl %eax, -40(%ebp)
24910 #NO_APP
24911 @end smallexample
24912
24913 which is not so convenient for the human reader.
24914
24915 We use Ada comments
24916 at the end of each line to explain what the assembler instructions
24917 actually do.  This is a useful convention.
24918
24919 When writing Inline Assembler instructions, you need to precede each register
24920 and variable name with a percent sign.  Since the assembler already requires
24921 a percent sign at the beginning of a register name, you need two consecutive
24922 percent signs for such names in the Asm template string, thus @code{%%eax}.
24923 In the generated assembly code, one of the percent signs will be stripped off.
24924
24925 Names such as @code{%0}, @code{%1}, @code{%2}, etc., denote input or output
24926 variables: operands you later define using @code{Input} or @code{Output}
24927 parameters to @code{Asm}.
24928 An output variable is illustrated in
24929 the third statement in the Asm template string:
24930 @smallexample
24931 movl %%eax, %0
24932 @end smallexample
24933 The intent is to store the contents of the eax register in a variable that can
24934 be accessed in Ada.  Simply writing @code{movl %%eax, Flags} would not
24935 necessarily work, since the compiler might optimize by using a register
24936 to hold Flags, and the expansion of the @code{movl} instruction would not be
24937 aware of this optimization.  The solution is not to store the result directly
24938 but rather to advise the compiler to choose the correct operand form;
24939 that is the purpose of the @code{%0} output variable.
24940
24941 Information about the output variable is supplied in the @code{Outputs}
24942 parameter to @code{Asm}:
24943 @smallexample
24944 Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
24945 @end smallexample
24946
24947 The output is defined by the @code{Asm_Output} attribute of the target type;
24948 the general format is
24949 @smallexample
24950 Type'Asm_Output (constraint_string, variable_name)
24951 @end smallexample
24952
24953 The constraint string directs the compiler how
24954 to store/access the associated variable.  In the example
24955 @smallexample
24956 Unsigned_32'Asm_Output ("=m", Flags);
24957 @end smallexample
24958 the @code{"m"} (memory) constraint tells the compiler that the variable
24959 @code{Flags} should be stored in a memory variable, thus preventing
24960 the optimizer from keeping it in a register.  In contrast,
24961 @smallexample
24962 Unsigned_32'Asm_Output ("=r", Flags);
24963 @end smallexample
24964 uses the @code{"r"} (register) constraint, telling the compiler to
24965 store the variable in a register.
24966
24967 If the constraint is preceded by the equal character (@strong{=}), it tells
24968 the compiler that the variable will be used to store data into it.
24969
24970 In the @code{Get_Flags} example, we used the @code{"g"} (global) constraint,
24971 allowing the optimizer to choose whatever it deems best.
24972
24973 There are a fairly large number of constraints, but the ones that are
24974 most useful (for the Intel x86 processor) are the following:
24975
24976 @table @code
24977 @item =
24978 output constraint
24979 @item g
24980 global (i.e.@: can be stored anywhere)
24981 @item m
24982 in memory
24983 @item I
24984 a constant
24985 @item a
24986 use eax
24987 @item b
24988 use ebx
24989 @item c
24990 use ecx
24991 @item d
24992 use edx
24993 @item S
24994 use esi
24995 @item D
24996 use edi
24997 @item r
24998 use one of eax, ebx, ecx or edx
24999 @item q
25000 use one of eax, ebx, ecx, edx, esi or edi
25001 @end table
25002
25003 The full set of constraints is described in the gcc and @emph{as}
25004 documentation; note that it is possible to combine certain constraints
25005 in one constraint string.
25006
25007 You specify the association of an output variable with an assembler operand
25008 through the @code{%}@emph{n} notation, where @emph{n} is a non-negative
25009 integer.  Thus in
25010 @smallexample @c ada
25011 @group
25012 Asm ("pushfl"          & LF & HT & -- push flags on stack
25013      "popl %%eax"      & LF & HT & -- load eax with flags
25014      "movl %%eax, %0",             -- store flags in variable
25015      Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
25016 @end group
25017 @end smallexample
25018 @noindent
25019 @code{%0} will be replaced in the expanded code by the appropriate operand,
25020 whatever
25021 the compiler decided for the @code{Flags} variable.
25022
25023 In general, you may have any number of output variables:
25024 @itemize @bullet
25025 @item
25026 Count the operands starting at 0; thus @code{%0}, @code{%1}, etc.
25027 @item
25028 Specify the @code{Outputs} parameter as a parenthesized comma-separated list
25029 of @code{Asm_Output} attributes
25030 @end itemize
25031
25032 For example:
25033 @smallexample @c ada
25034 @group
25035 Asm ("movl %%eax, %0" & LF & HT &
25036      "movl %%ebx, %1" & LF & HT &
25037      "movl %%ecx, %2",
25038      Outputs => (Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_A),   --  %0 = Var_A
25039                  Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_B),   --  %1 = Var_B
25040                  Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_C))); --  %2 = Var_C
25041 @end group
25042 @end smallexample
25043 @noindent
25044 where @code{Var_A}, @code{Var_B}, and @code{Var_C} are variables
25045 in the Ada program.
25046
25047 As a variation on the @code{Get_Flags} example, we can use the constraints
25048 string to direct the compiler to store the eax register into the @code{Flags}
25049 variable, instead of including the store instruction explicitly in the
25050 @code{Asm} template string:
25051
25052 @smallexample @c ada
25053 @group
25054 with Interfaces; use Interfaces;
25055 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
25056 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
25057 procedure Get_Flags_2 is
25058    Flags : Unsigned_32;
25059    use ASCII;
25060 begin
25061    Asm ("pushfl"      & LF & HT & -- push flags on stack
25062         "popl %%eax",             -- save flags in eax
25063         Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=a", Flags));
25064    Put_Line ("Flags register:" & Flags'Img);
25065 end Get_Flags_2;
25066 @end group
25067 @end smallexample
25068
25069 @noindent
25070 The @code{"a"} constraint tells the compiler that the @code{Flags}
25071 variable will come from the eax register. Here is the resulting code:
25072
25073 @smallexample
25074 @group
25075 #APP
25076    pushfl
25077    popl %eax
25078 #NO_APP
25079    movl %eax,-40(%ebp)
25080 @end group
25081 @end smallexample
25082
25083 @noindent
25084 The compiler generated the store of eax into Flags after
25085 expanding the assembler code.
25086
25087 Actually, there was no need to pop the flags into the eax register;
25088 more simply, we could just pop the flags directly into the program variable:
25089
25090 @smallexample @c ada
25091 @group
25092 with Interfaces; use Interfaces;
25093 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
25094 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
25095 procedure Get_Flags_3 is
25096    Flags : Unsigned_32;
25097    use ASCII;
25098 begin
25099    Asm ("pushfl"  & LF & HT & -- push flags on stack
25100         "pop %0",             -- save flags in Flags
25101         Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Flags));
25102    Put_Line ("Flags register:" & Flags'Img);
25103 end Get_Flags_3;
25104 @end group
25105 @end smallexample
25106
25107 @c ---------------------------------------------------------------------------
25108 @node Input Variables in Inline Assembler
25109 @section Input Variables in Inline Assembler
25110
25111 @noindent
25112 The example in this section illustrates how to specify the source operands
25113 for assembly language statements.
25114 The program simply increments its input value by 1:
25115
25116 @smallexample @c ada
25117 @group
25118 with Interfaces; use Interfaces;
25119 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
25120 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
25121 procedure Increment is
25122
25123    function Incr (Value : Unsigned_32) return Unsigned_32 is
25124       Result : Unsigned_32;
25125    begin
25126       Asm ("incl %0",
25127            Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input ("a", Value),
25128            Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=a", Result));
25129       return Result;
25130    end Incr;
25131
25132    Value : Unsigned_32;
25133
25134 begin
25135    Value := 5;
25136    Put_Line ("Value before is" & Value'Img);
25137    Value := Incr (Value);
25138    Put_Line ("Value after is" & Value'Img);
25139 end Increment;
25140 @end group
25141 @end smallexample
25142
25143 The @code{Outputs} parameter to @code{Asm} specifies
25144 that the result will be in the eax register and that it is to be stored
25145 in the @code{Result} variable.
25146
25147 The @code{Inputs} parameter looks much like the @code{Outputs} parameter,
25148 but with an @code{Asm_Input} attribute.
25149 The @code{"="} constraint, indicating an output value, is not present.
25150
25151 You can have multiple input variables, in the same way that you can have more
25152 than one output variable.
25153
25154 The parameter count (%0, %1) etc, now starts at the first input
25155 statement, and continues with the output statements.
25156 When both parameters use the same variable, the
25157 compiler will treat them as the same %n operand, which is the case here.
25158
25159 Just as the @code{Outputs} parameter causes the register to be stored into the
25160 target variable after execution of the assembler statements, so does the
25161 @code{Inputs} parameter cause its variable to be loaded into the register
25162 before execution of the assembler statements.
25163
25164 Thus the effect of the @code{Asm} invocation is:
25165 @enumerate
25166 @item load the 32-bit value of @code{Value} into eax
25167 @item execute the @code{incl %eax} instruction
25168 @item store the contents of eax into the @code{Result} variable
25169 @end enumerate
25170
25171 The resulting assembler file (with @option{-O2} optimization) contains:
25172 @smallexample
25173 @group
25174 _increment__incr.1:
25175    subl $4,%esp
25176    movl 8(%esp),%eax
25177 #APP
25178    incl %eax
25179 #NO_APP
25180    movl %eax,%edx
25181    movl %ecx,(%esp)
25182    addl $4,%esp
25183    ret
25184 @end group
25185 @end smallexample
25186
25187 @c ---------------------------------------------------------------------------
25188 @node Inlining Inline Assembler Code
25189 @section Inlining Inline Assembler Code
25190
25191 @noindent
25192 For a short subprogram such as the @code{Incr} function in the previous
25193 section, the overhead of the call and return (creating / deleting the stack
25194 frame) can be significant, compared to the amount of code in the subprogram
25195 body.  A solution is to apply Ada's @code{Inline} pragma to the subprogram,
25196 which directs the compiler to expand invocations of the subprogram at the
25197 point(s) of call, instead of setting up a stack frame for out-of-line calls.
25198 Here is the resulting program:
25199
25200 @smallexample @c ada
25201 @group
25202 with Interfaces; use Interfaces;
25203 with Ada.Text_IO; use Ada.Text_IO;
25204 with System.Machine_Code; use System.Machine_Code;
25205 procedure Increment_2 is
25206
25207    function Incr (Value : Unsigned_32) return Unsigned_32 is
25208       Result : Unsigned_32;
25209    begin
25210       Asm ("incl %0",
25211            Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input ("a", Value),
25212            Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=a", Result));
25213       return Result;
25214    end Incr;
25215    pragma Inline (Increment);
25216
25217    Value : Unsigned_32;
25218
25219 begin
25220    Value := 5;
25221    Put_Line ("Value before is" & Value'Img);
25222    Value := Increment (Value);
25223    Put_Line ("Value after is" & Value'Img);
25224 end Increment_2;
25225 @end group
25226 @end smallexample
25227
25228 Compile the program with both optimization (@option{-O2}) and inlining
25229 (@option{-gnatn}) enabled.
25230
25231 The @code{Incr} function is still compiled as usual, but at the
25232 point in @code{Increment} where our function used to be called:
25233
25234 @smallexample
25235 @group
25236 pushl %edi
25237 call _increment__incr.1
25238 @end group
25239 @end smallexample
25240
25241 @noindent
25242 the code for the function body directly appears:
25243
25244 @smallexample
25245 @group
25246 movl %esi,%eax
25247 #APP
25248    incl %eax
25249 #NO_APP
25250    movl %eax,%edx
25251 @end group
25252 @end smallexample
25253
25254 @noindent
25255 thus saving the overhead of stack frame setup and an out-of-line call.
25256
25257 @c ---------------------------------------------------------------------------
25258 @node Other Asm Functionality
25259 @section Other @code{Asm} Functionality
25260
25261 @noindent
25262 This section describes two important parameters to the @code{Asm}
25263 procedure: @code{Clobber}, which identifies register usage;
25264 and @code{Volatile}, which inhibits unwanted optimizations.
25265
25266 @menu
25267 * The Clobber Parameter::
25268 * The Volatile Parameter::
25269 @end menu
25270
25271 @c ---------------------------------------------------------------------------
25272 @node The Clobber Parameter
25273 @subsection The @code{Clobber} Parameter
25274
25275 @noindent
25276 One of the dangers of intermixing assembly language and a compiled language
25277 such as Ada is that the compiler needs to be aware of which registers are
25278 being used by the assembly code.  In some cases, such as the earlier examples,
25279 the constraint string is sufficient to indicate register usage (e.g.,
25280 @code{"a"} for
25281 the eax register).  But more generally, the compiler needs an explicit
25282 identification of the registers that are used by the Inline Assembly
25283 statements.
25284
25285 Using a register that the compiler doesn't know about
25286 could be a side effect of an instruction (like @code{mull}
25287 storing its result in both eax and edx).
25288 It can also arise from explicit register usage in your
25289 assembly code; for example:
25290 @smallexample
25291 @group
25292 Asm ("movl %0, %%ebx" & LF & HT &
25293      "movl %%ebx, %1",
25294      Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input  ("g", Var_In),
25295      Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_Out));
25296 @end group
25297 @end smallexample
25298 @noindent
25299 where the compiler (since it does not analyze the @code{Asm} template string)
25300 does not know you are using the ebx register.
25301
25302 In such cases you need to supply the @code{Clobber} parameter to @code{Asm},
25303 to identify the registers that will be used by your assembly code:
25304
25305 @smallexample
25306 @group
25307 Asm ("movl %0, %%ebx" & LF & HT &
25308      "movl %%ebx, %1",
25309      Inputs  => Unsigned_32'Asm_Input  ("g", Var_In),
25310      Outputs => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_Out),
25311      Clobber => "ebx");
25312 @end group
25313 @end smallexample
25314
25315 The Clobber parameter is a static string expression specifying the
25316 register(s) you are using.  Note that register names are @emph{not} prefixed
25317 by a percent sign. Also, if more than one register is used then their names
25318 are separated by commas; e.g., @code{"eax, ebx"}
25319
25320 The @code{Clobber} parameter has several additional uses:
25321 @enumerate
25322 @item Use ``register'' name @code{cc} to indicate that flags might have changed
25323 @item Use ``register'' name @code{memory} if you changed a memory location
25324 @end enumerate
25325
25326 @c ---------------------------------------------------------------------------
25327 @node The Volatile Parameter
25328 @subsection The @code{Volatile} Parameter
25329 @cindex Volatile parameter
25330
25331 @noindent
25332 Compiler optimizations in the presence of Inline Assembler may sometimes have
25333 unwanted effects.  For example, when an @code{Asm} invocation with an input
25334 variable is inside a loop, the compiler might move the loading of the input
25335 variable outside the loop, regarding it as a one-time initialization.
25336
25337 If this effect is not desired, you can disable such optimizations by setting
25338 the @code{Volatile} parameter to @code{True}; for example:
25339
25340 @smallexample @c ada
25341 @group
25342 Asm ("movl %0, %%ebx" & LF & HT &
25343      "movl %%ebx, %1",
25344      Inputs   => Unsigned_32'Asm_Input  ("g", Var_In),
25345      Outputs  => Unsigned_32'Asm_Output ("=g", Var_Out),
25346      Clobber  => "ebx",
25347      Volatile => True);
25348 @end group
25349 @end smallexample
25350
25351 By default, @code{Volatile} is set to @code{False} unless there is no
25352 @code{Outputs} parameter.
25353
25354 Although setting @code{Volatile} to @code{True} prevents unwanted
25355 optimizations, it will also disable other optimizations that might be
25356 important for efficiency. In general, you should set @code{Volatile}
25357 to @code{True} only if the compiler's optimizations have created
25358 problems.
25359 @c END OF INLINE ASSEMBLER CHAPTER
25360 @c ===============================
25361
25362 @c ***********************************
25363 @c * Compatibility and Porting Guide *
25364 @c ***********************************
25365 @node Compatibility and Porting Guide
25366 @appendix Compatibility and Porting Guide
25367
25368 @noindent
25369 This chapter describes the compatibility issues that may arise between
25370 GNAT and other Ada compilation systems (including those for Ada 83),
25371 and shows how GNAT can expedite porting
25372 applications developed in other Ada environments.
25373
25374 @menu
25375 * Compatibility with Ada 83::
25376 * Compatibility between Ada 95 and Ada 2005::
25377 * Implementation-dependent characteristics::
25378 * Compatibility with Other Ada Systems::
25379 * Representation Clauses::
25380 @ifclear vms
25381 @c Brief section is only in non-VMS version
25382 @c Full chapter is in VMS version
25383 * Compatibility with HP Ada 83::
25384 @end ifclear
25385 @ifset vms
25386 * Transitioning to 64-Bit GNAT for OpenVMS::
25387 @end ifset
25388 @end menu
25389
25390 @node Compatibility with Ada 83
25391 @section Compatibility with Ada 83
25392 @cindex Compatibility (between Ada 83 and Ada 95 / Ada 2005)
25393
25394 @noindent
25395 Ada 95 and Ada 2005 are highly upwards compatible with Ada 83.  In
25396 particular, the design intention was that the difficulties associated
25397 with moving from Ada 83 to Ada 95 or Ada 2005 should be no greater than those
25398 that occur when moving from one Ada 83 system to another.
25399
25400 However, there are a number of points at which there are minor
25401 incompatibilities.  The @cite{Ada 95 Annotated Reference Manual} contains
25402 full details of these issues,
25403 and should be consulted for a complete treatment.
25404 In practice the
25405 following subsections treat the most likely issues to be encountered.
25406
25407 @menu
25408 * Legal Ada 83 programs that are illegal in Ada 95::
25409 * More deterministic semantics::
25410 * Changed semantics::
25411 * Other language compatibility issues::
25412 @end menu
25413
25414 @node Legal Ada 83 programs that are illegal in Ada 95
25415 @subsection Legal Ada 83 programs that are illegal in Ada 95
25416
25417 Some legal Ada 83 programs are illegal (i.e., they will fail to compile) in
25418 Ada 95 and thus also in Ada 2005:
25419
25420 @table @emph
25421 @item Character literals
25422 Some uses of character literals are ambiguous.  Since Ada 95 has introduced
25423 @code{Wide_Character} as a new predefined character type, some uses of
25424 character literals that were legal in Ada 83 are illegal in Ada 95.
25425 For example:
25426 @smallexample @c ada
25427    for Char in 'A' .. 'Z' loop @dots{} end loop;
25428 @end smallexample
25429
25430 @noindent
25431 The problem is that @code{'A'} and @code{'Z'} could be from either
25432 @code{Character} or @code{Wide_Character}.  The simplest correction
25433 is to make the type explicit; e.g.:
25434 @smallexample @c ada
25435    for Char in Character range 'A' .. 'Z' loop @dots{} end loop;
25436 @end smallexample
25437
25438 @item New reserved words
25439 The identifiers @code{abstract}, @code{aliased}, @code{protected},
25440 @code{requeue}, @code{tagged}, and @code{until} are reserved in Ada 95.
25441 Existing Ada 83 code using any of these identifiers must be edited to
25442 use some alternative name.
25443
25444 @item Freezing rules
25445 The rules in Ada 95 are slightly different with regard to the point at
25446 which entities are frozen, and representation pragmas and clauses are
25447 not permitted past the freeze point.  This shows up most typically in
25448 the form of an error message complaining that a representation item
25449 appears too late, and the appropriate corrective action is to move
25450 the item nearer to the declaration of the entity to which it refers.
25451
25452 A particular case is that representation pragmas
25453 @ifset vms
25454 (including the
25455 extended HP Ada 83 compatibility pragmas such as @code{Export_Procedure})
25456 @end ifset
25457 cannot be applied to a subprogram body.  If necessary, a separate subprogram
25458 declaration must be introduced to which the pragma can be applied.
25459
25460 @item Optional bodies for library packages
25461 In Ada 83, a package that did not require a package body was nevertheless
25462 allowed to have one.  This lead to certain surprises in compiling large
25463 systems (situations in which the body could be unexpectedly ignored by the
25464 binder).  In Ada 95, if a package does not require a body then it is not
25465 permitted to have a body.  To fix this problem, simply remove a redundant
25466 body if it is empty, or, if it is non-empty, introduce a dummy declaration
25467 into the spec that makes the body required.  One approach is to add a private
25468 part to the package declaration (if necessary), and define a parameterless
25469 procedure called @code{Requires_Body}, which must then be given a dummy
25470 procedure body in the package body, which then becomes required.
25471 Another approach (assuming that this does not introduce elaboration
25472 circularities) is to add an @code{Elaborate_Body} pragma to the package spec,
25473 since one effect of this pragma is to require the presence of a package body.
25474
25475 @item @code{Numeric_Error} is now the same as @code{Constraint_Error}
25476 In Ada 95, the exception @code{Numeric_Error} is a renaming of
25477 @code{Constraint_Error}.
25478 This means that it is illegal to have separate exception handlers for
25479 the two exceptions.  The fix is simply to remove the handler for the
25480 @code{Numeric_Error} case (since even in Ada 83, a compiler was free to raise
25481 @code{Constraint_Error} in place of @code{Numeric_Error} in all cases).
25482
25483 @item Indefinite subtypes in generics
25484 In Ada 83, it was permissible to pass an indefinite type (e.g.@: @code{String})
25485 as the actual for a generic formal private type, but then the instantiation
25486 would be illegal if there were any instances of declarations of variables
25487 of this type in the generic body.  In Ada 95, to avoid this clear violation
25488 of the methodological principle known as the ``contract model'',
25489 the generic declaration explicitly indicates whether
25490 or not such instantiations are permitted.  If a generic formal parameter
25491 has explicit unknown discriminants, indicated by using @code{(<>)} after the
25492 type name, then it can be instantiated with indefinite types, but no
25493 stand-alone variables can be declared of this type.  Any attempt to declare
25494 such a variable will result in an illegality at the time the generic is
25495 declared.  If the @code{(<>)} notation is not used, then it is illegal
25496 to instantiate the generic with an indefinite type.
25497 This is the potential incompatibility issue when porting Ada 83 code to Ada 95.
25498 It will show up as a compile time error, and
25499 the fix is usually simply to add the @code{(<>)} to the generic declaration.
25500 @end table
25501
25502 @node More deterministic semantics
25503 @subsection More deterministic semantics
25504
25505 @table @emph
25506 @item Conversions
25507 Conversions from real types to integer types round away from 0.  In Ada 83
25508 the conversion Integer(2.5) could deliver either 2 or 3 as its value.  This
25509 implementation freedom was intended to support unbiased rounding in
25510 statistical applications, but in practice it interfered with portability.
25511 In Ada 95 the conversion semantics are unambiguous, and rounding away from 0
25512 is required.  Numeric code may be affected by this change in semantics.
25513 Note, though, that this issue is no worse than already existed in Ada 83
25514 when porting code from one vendor to another.
25515
25516 @item Tasking
25517 The Real-Time Annex introduces a set of policies that define the behavior of
25518 features that were implementation dependent in Ada 83, such as the order in
25519 which open select branches are executed.
25520 @end table
25521
25522 @node Changed semantics
25523 @subsection Changed semantics
25524
25525 @noindent
25526 The worst kind of incompatibility is one where a program that is legal in
25527 Ada 83 is also legal in Ada 95 but can have an effect in Ada 95 that was not
25528 possible in Ada 83.  Fortunately this is extremely rare, but the one
25529 situation that you should be alert to is the change in the predefined type
25530 @code{Character} from 7-bit ASCII to 8-bit Latin-1.
25531
25532 @table @emph
25533 @item Range of type @code{Character}
25534 The range of @code{Standard.Character} is now the full 256 characters
25535 of Latin-1, whereas in most Ada 83 implementations it was restricted
25536 to 128 characters. Although some of the effects of
25537 this change will be manifest in compile-time rejection of legal
25538 Ada 83 programs it is possible for a working Ada 83 program to have
25539 a different effect in Ada 95, one that was not permitted in Ada 83.
25540 As an example, the expression
25541 @code{Character'Pos(Character'Last)} returned @code{127} in Ada 83 and now
25542 delivers @code{255} as its value.
25543 In general, you should look at the logic of any
25544 character-processing Ada 83 program and see whether it needs to be adapted
25545 to work correctly with Latin-1.  Note that the predefined Ada 95 API has a
25546 character handling package that may be relevant if code needs to be adapted
25547 to account for the additional Latin-1 elements.
25548 The desirable fix is to
25549 modify the program to accommodate the full character set, but in some cases
25550 it may be convenient to define a subtype or derived type of Character that
25551 covers only the restricted range.
25552 @cindex Latin-1
25553 @end table
25554
25555 @node Other language compatibility issues
25556 @subsection Other language compatibility issues
25557
25558 @table @emph
25559 @item @option{-gnat83} switch
25560 All implementations of GNAT provide a switch that causes GNAT to operate
25561 in Ada 83 mode.  In this mode, some but not all compatibility problems
25562 of the type described above are handled automatically.  For example, the
25563 new reserved words introduced in Ada 95 and Ada 2005 are treated simply
25564 as identifiers as in Ada 83.
25565 However,
25566 in practice, it is usually advisable to make the necessary modifications
25567 to the program to remove the need for using this switch.
25568 See @ref{Compiling Different Versions of Ada}.
25569
25570 @item Support for removed Ada 83 pragmas and attributes
25571 A number of pragmas and attributes from Ada 83 were removed from Ada 95,
25572 generally because they were replaced by other mechanisms.  Ada 95 and Ada 2005
25573 compilers are allowed, but not required, to implement these missing
25574 elements.  In contrast with some other compilers, GNAT implements all
25575 such pragmas and attributes, eliminating this compatibility concern.  These
25576 include @code{pragma Interface} and the floating point type attributes
25577 (@code{Emax}, @code{Mantissa}, etc.), among other items.
25578 @end table
25579
25580
25581 @node Compatibility between Ada 95 and Ada 2005
25582 @section Compatibility between Ada 95 and Ada 2005
25583 @cindex Compatibility between Ada 95 and Ada 2005
25584
25585 @noindent
25586 Although Ada 2005 was designed to be upwards compatible with Ada 95, there are
25587 a number of incompatibilities. Several are enumerated below;
25588 for a complete description please see the
25589 Annotated Ada 2005 Reference Manual, or section 9.1.1 in
25590 @cite{Rationale for Ada 2005}.
25591
25592 @table @emph
25593 @item New reserved words.
25594 The words @code{interface}, @code{overriding} and @code{synchronized} are
25595 reserved in Ada 2005.
25596 A pre-Ada 2005 program that uses any of these as an identifier will be
25597 illegal.
25598
25599 @item New declarations in predefined packages.
25600 A number of packages in the predefined environment contain new declarations:
25601 @code{Ada.Exceptions}, @code{Ada.Real_Time}, @code{Ada.Strings},
25602 @code{Ada.Strings.Fixed}, @code{Ada.Strings.Bounded},
25603 @code{Ada.Strings.Unbounded}, @code{Ada.Strings.Wide_Fixed},
25604 @code{Ada.Strings.Wide_Bounded}, @code{Ada.Strings.Wide_Unbounded},
25605 @code{Ada.Tags}, @code{Ada.Text_IO}, and @code{Interfaces.C}.
25606 If an Ada 95 program does a @code{with} and @code{use} of any of these
25607 packages, the new declarations may cause name clashes.
25608
25609 @item Access parameters.
25610 A nondispatching subprogram with an access parameter cannot be renamed
25611 as a dispatching operation.  This was permitted in Ada 95.
25612
25613 @item Access types, discriminants, and constraints.
25614 Rule changes in this area have led to some incompatibilities; for example,
25615 constrained subtypes of some access types are not permitted in Ada 2005.
25616
25617 @item Aggregates for limited types.
25618 The allowance of aggregates for limited types in Ada 2005 raises the
25619 possibility of ambiguities in legal Ada 95 programs, since additional types
25620 now need to be considered in expression resolution.
25621
25622 @item Fixed-point multiplication and division.
25623 Certain expressions involving ``*'' or ``/'' for a fixed-point type, which
25624 were legal in Ada 95 and invoked the predefined versions of these operations,
25625 are now ambiguous.
25626 The ambiguity may be resolved either by applying a type conversion to the
25627 expression, or by explicitly invoking the operation from package
25628 @code{Standard}.
25629
25630 @item Return-by-reference types.
25631 The Ada 95 return-by-reference mechanism has been removed.  Instead, the user
25632 can declare a function returning a value from an anonymous access type.
25633 @end table
25634
25635
25636 @node Implementation-dependent characteristics
25637 @section Implementation-dependent characteristics
25638 @noindent
25639 Although the Ada language defines the semantics of each construct as
25640 precisely as practical, in some situations (for example for reasons of
25641 efficiency, or where the effect is heavily dependent on the host or target
25642 platform) the implementation is allowed some freedom.  In porting Ada 83
25643 code to GNAT, you need to be aware of whether / how the existing code
25644 exercised such implementation dependencies.  Such characteristics fall into
25645 several categories, and GNAT offers specific support in assisting the
25646 transition from certain Ada 83 compilers.
25647
25648 @menu
25649 * Implementation-defined pragmas::
25650 * Implementation-defined attributes::
25651 * Libraries::
25652 * Elaboration order::
25653 * Target-specific aspects::
25654 @end menu
25655
25656 @node Implementation-defined pragmas
25657 @subsection Implementation-defined pragmas
25658
25659 @noindent
25660 Ada compilers are allowed to supplement the language-defined pragmas, and
25661 these are a potential source of non-portability.  All GNAT-defined pragmas
25662 are described in @ref{Implementation Defined Pragmas,,, gnat_rm, GNAT
25663 Reference Manual}, and these include several that are specifically
25664 intended to correspond to other vendors' Ada 83 pragmas.
25665 For migrating from VADS, the pragma @code{Use_VADS_Size} may be useful.
25666 For compatibility with HP Ada 83, GNAT supplies the pragmas
25667 @code{Extend_System}, @code{Ident}, @code{Inline_Generic},
25668 @code{Interface_Name}, @code{Passive}, @code{Suppress_All},
25669 and @code{Volatile}.
25670 Other relevant pragmas include @code{External} and @code{Link_With}.
25671 Some vendor-specific
25672 Ada 83 pragmas (@code{Share_Generic}, @code{Subtitle}, and @code{Title}) are
25673 recognized, thus
25674 avoiding compiler rejection of units that contain such pragmas; they are not
25675 relevant in a GNAT context and hence are not otherwise implemented.
25676
25677 @node Implementation-defined attributes
25678 @subsection Implementation-defined attributes
25679
25680 Analogous to pragmas, the set of attributes may be extended by an
25681 implementation.  All GNAT-defined attributes are described in
25682 @ref{Implementation Defined Attributes,,, gnat_rm, GNAT Reference
25683 Manual}, and these include several that are specifically intended
25684 to correspond to other vendors' Ada 83 attributes.  For migrating from VADS,
25685 the attribute @code{VADS_Size} may be useful.  For compatibility with HP
25686 Ada 83, GNAT supplies the attributes @code{Bit}, @code{Machine_Size} and
25687 @code{Type_Class}.
25688
25689 @node Libraries
25690 @subsection Libraries
25691 @noindent
25692 Vendors may supply libraries to supplement the standard Ada API.  If Ada 83
25693 code uses vendor-specific libraries then there are several ways to manage
25694 this in Ada 95 or Ada 2005:
25695 @enumerate
25696 @item
25697 If the source code for the libraries (specs and bodies) are
25698 available, then the libraries can be migrated in the same way as the
25699 application.
25700 @item
25701 If the source code for the specs but not the bodies are
25702 available, then you can reimplement the bodies.
25703 @item
25704 Some features introduced by Ada 95 obviate the need for library support.  For
25705 example most Ada 83 vendors supplied a package for unsigned integers.  The
25706 Ada 95 modular type feature is the preferred way to handle this need, so
25707 instead of migrating or reimplementing the unsigned integer package it may
25708 be preferable to retrofit the application using modular types.
25709 @end enumerate
25710
25711 @node Elaboration order
25712 @subsection Elaboration order
25713 @noindent
25714 The implementation can choose any elaboration order consistent with the unit
25715 dependency relationship.  This freedom means that some orders can result in
25716 Program_Error being raised due to an ``Access Before Elaboration'': an attempt
25717 to invoke a subprogram its body has been elaborated, or to instantiate a
25718 generic before the generic body has been elaborated.  By default GNAT
25719 attempts to choose a safe order (one that will not encounter access before
25720 elaboration problems) by implicitly inserting @code{Elaborate} or
25721 @code{Elaborate_All} pragmas where
25722 needed.  However, this can lead to the creation of elaboration circularities
25723 and a resulting rejection of the program by gnatbind.  This issue is
25724 thoroughly described in @ref{Elaboration Order Handling in GNAT}.
25725 In brief, there are several
25726 ways to deal with this situation:
25727
25728 @itemize @bullet
25729 @item
25730 Modify the program to eliminate the circularities, e.g.@: by moving
25731 elaboration-time code into explicitly-invoked procedures
25732 @item
25733 Constrain the elaboration order by including explicit @code{Elaborate_Body} or
25734 @code{Elaborate} pragmas, and then inhibit the generation of implicit
25735 @code{Elaborate_All}
25736 pragmas either globally (as an effect of the @option{-gnatE} switch) or locally
25737 (by selectively suppressing elaboration checks via pragma
25738 @code{Suppress(Elaboration_Check)} when it is safe to do so).
25739 @end itemize
25740
25741 @node Target-specific aspects
25742 @subsection Target-specific aspects
25743 @noindent
25744 Low-level applications need to deal with machine addresses, data
25745 representations, interfacing with assembler code, and similar issues.  If
25746 such an Ada 83 application is being ported to different target hardware (for
25747 example where the byte endianness has changed) then you will need to
25748 carefully examine the program logic; the porting effort will heavily depend
25749 on the robustness of the original design.  Moreover, Ada 95 (and thus
25750 Ada 2005) are sometimes
25751 incompatible with typical Ada 83 compiler practices regarding implicit
25752 packing, the meaning of the Size attribute, and the size of access values.
25753 GNAT's approach to these issues is described in @ref{Representation Clauses}.
25754
25755 @node Compatibility with Other Ada Systems
25756 @section Compatibility with Other Ada Systems
25757
25758 @noindent
25759 If programs avoid the use of implementation dependent and
25760 implementation defined features, as documented in the @cite{Ada
25761 Reference Manual}, there should be a high degree of portability between
25762 GNAT and other Ada systems.  The following are specific items which
25763 have proved troublesome in moving Ada 95 programs from GNAT to other Ada 95
25764 compilers, but do not affect porting code to GNAT@.
25765 (As of @value{NOW}, GNAT is the only compiler available for Ada 2005;
25766 the following issues may or may not arise for Ada 2005 programs
25767 when other compilers appear.)
25768
25769 @table @emph
25770 @item Ada 83 Pragmas and Attributes
25771 Ada 95 compilers are allowed, but not required, to implement the missing
25772 Ada 83 pragmas and attributes that are no longer defined in Ada 95.
25773 GNAT implements all such pragmas and attributes, eliminating this as
25774 a compatibility concern, but some other Ada 95 compilers reject these
25775 pragmas and attributes.
25776
25777 @item Specialized Needs Annexes
25778 GNAT implements the full set of special needs annexes.  At the
25779 current time, it is the only Ada 95 compiler to do so.  This means that
25780 programs making use of these features may not be portable to other Ada
25781 95 compilation systems.
25782
25783 @item Representation Clauses
25784 Some other Ada 95 compilers implement only the minimal set of
25785 representation clauses required by the Ada 95 reference manual.  GNAT goes
25786 far beyond this minimal set, as described in the next section.
25787 @end table
25788
25789 @node Representation Clauses
25790 @section Representation Clauses
25791
25792 @noindent
25793 The Ada 83 reference manual was quite vague in describing both the minimal
25794 required implementation of representation clauses, and also their precise
25795 effects.  Ada 95 (and thus also Ada 2005) are much more explicit, but the
25796 minimal set of capabilities required is still quite limited.
25797
25798 GNAT implements the full required set of capabilities in
25799 Ada 95 and Ada 2005, but also goes much further, and in particular
25800 an effort has been made to be compatible with existing Ada 83 usage to the
25801 greatest extent possible.
25802
25803 A few cases exist in which Ada 83 compiler behavior is incompatible with
25804 the requirements in Ada 95 (and thus also Ada 2005).  These are instances of
25805 intentional or accidental dependence on specific implementation dependent
25806 characteristics of these Ada 83 compilers.  The following is a list of
25807 the cases most likely to arise in existing Ada 83 code.
25808
25809 @table @emph
25810 @item Implicit Packing
25811 Some Ada 83 compilers allowed a Size specification to cause implicit
25812 packing of an array or record.  This could cause expensive implicit
25813 conversions for change of representation in the presence of derived
25814 types, and the Ada design intends to avoid this possibility.
25815 Subsequent AI's were issued to make it clear that such implicit
25816 change of representation in response to a Size clause is inadvisable,
25817 and this recommendation is represented explicitly in the Ada 95 (and Ada 2005)
25818 Reference Manuals as implementation advice that is followed by GNAT@.
25819 The problem will show up as an error
25820 message rejecting the size clause.  The fix is simply to provide
25821 the explicit pragma @code{Pack}, or for more fine tuned control, provide
25822 a Component_Size clause.
25823
25824 @item Meaning of Size Attribute
25825 The Size attribute in Ada 95 (and Ada 2005) for discrete types is defined as
25826 the minimal number of bits required to hold values of the type.  For example,
25827 on a 32-bit machine, the size of @code{Natural} will typically be 31 and not
25828 32 (since no sign bit is required).  Some Ada 83 compilers gave 31, and
25829 some 32 in this situation.  This problem will usually show up as a compile
25830 time error, but not always.  It is a good idea to check all uses of the
25831 'Size attribute when porting Ada 83 code.  The GNAT specific attribute
25832 Object_Size can provide a useful way of duplicating the behavior of
25833 some Ada 83 compiler systems.
25834
25835 @item Size of Access Types
25836 A common assumption in Ada 83 code is that an access type is in fact a pointer,
25837 and that therefore it will be the same size as a System.Address value.  This
25838 assumption is true for GNAT in most cases with one exception.  For the case of
25839 a pointer to an unconstrained array type (where the bounds may vary from one
25840 value of the access type to another), the default is to use a ``fat pointer'',
25841 which is represented as two separate pointers, one to the bounds, and one to
25842 the array.  This representation has a number of advantages, including improved
25843 efficiency.  However, it may cause some difficulties in porting existing Ada 83
25844 code which makes the assumption that, for example, pointers fit in 32 bits on
25845 a machine with 32-bit addressing.
25846
25847 To get around this problem, GNAT also permits the use of ``thin pointers'' for
25848 access types in this case (where the designated type is an unconstrained array
25849 type).  These thin pointers are indeed the same size as a System.Address value.
25850 To specify a thin pointer, use a size clause for the type, for example:
25851
25852 @smallexample @c ada
25853 type X is access all String;
25854 for X'Size use Standard'Address_Size;
25855 @end smallexample
25856
25857 @noindent
25858 which will cause the type X to be represented using a single pointer.
25859 When using this representation, the bounds are right behind the array.
25860 This representation is slightly less efficient, and does not allow quite
25861 such flexibility in the use of foreign pointers or in using the
25862 Unrestricted_Access attribute to create pointers to non-aliased objects.
25863 But for any standard portable use of the access type it will work in
25864 a functionally correct manner and allow porting of existing code.
25865 Note that another way of forcing a thin pointer representation
25866 is to use a component size clause for the element size in an array,
25867 or a record representation clause for an access field in a record.
25868 @end table
25869
25870 @ifclear vms
25871 @c This brief section is only in the non-VMS version
25872 @c The complete chapter on HP Ada is in the VMS version
25873 @node Compatibility with HP Ada 83
25874 @section Compatibility with HP Ada 83
25875
25876 @noindent
25877 The VMS version of GNAT fully implements all the pragmas and attributes
25878 provided by HP Ada 83, as well as providing the standard HP Ada 83
25879 libraries, including Starlet.  In addition, data layouts and parameter
25880 passing conventions are highly compatible.  This means that porting
25881 existing HP Ada 83 code to GNAT in VMS systems should be easier than
25882 most other porting efforts.  The following are some of the most
25883 significant differences between GNAT and HP Ada 83.
25884
25885 @table @emph
25886 @item Default floating-point representation
25887 In GNAT, the default floating-point format is IEEE, whereas in HP Ada 83,
25888 it is VMS format.  GNAT does implement the necessary pragmas
25889 (Long_Float, Float_Representation) for changing this default.
25890
25891 @item System
25892 The package System in GNAT exactly corresponds to the definition in the
25893 Ada 95 reference manual, which means that it excludes many of the
25894 HP Ada 83 extensions.  However, a separate package Aux_DEC is provided
25895 that contains the additional definitions, and a special pragma,
25896 Extend_System allows this package to be treated transparently as an
25897 extension of package System.
25898
25899 @item To_Address
25900 The definitions provided by Aux_DEC are exactly compatible with those
25901 in the HP Ada 83 version of System, with one exception.
25902 HP Ada provides the following declarations:
25903
25904 @smallexample @c ada
25905 TO_ADDRESS (INTEGER)
25906 TO_ADDRESS (UNSIGNED_LONGWORD)
25907 TO_ADDRESS (@i{universal_integer})
25908 @end smallexample
25909
25910 @noindent
25911 The version of TO_ADDRESS taking a @i{universal integer} argument is in fact
25912 an extension to Ada 83 not strictly compatible with the reference manual.
25913 In GNAT, we are constrained to be exactly compatible with the standard,
25914 and this means we cannot provide this capability.  In HP Ada 83, the
25915 point of this definition is to deal with a call like:
25916
25917 @smallexample @c ada
25918 TO_ADDRESS (16#12777#);
25919 @end smallexample
25920
25921 @noindent
25922 Normally, according to the Ada 83 standard, one would expect this to be
25923 ambiguous, since it matches both the INTEGER and UNSIGNED_LONGWORD forms
25924 of TO_ADDRESS@.  However, in HP Ada 83, there is no ambiguity, since the
25925 definition using @i{universal_integer} takes precedence.
25926
25927 In GNAT, since the version with @i{universal_integer} cannot be supplied, it
25928 is not possible to be 100% compatible.  Since there are many programs using
25929 numeric constants for the argument to TO_ADDRESS, the decision in GNAT was
25930 to change the name of the function in the UNSIGNED_LONGWORD case, so the
25931 declarations provided in the GNAT version of AUX_Dec are:
25932
25933 @smallexample @c ada
25934 function To_Address (X : Integer) return Address;
25935 pragma Pure_Function (To_Address);
25936
25937 function To_Address_Long (X : Unsigned_Longword)
25938  return Address;
25939 pragma Pure_Function (To_Address_Long);
25940 @end smallexample
25941
25942 @noindent
25943 This means that programs using TO_ADDRESS for UNSIGNED_LONGWORD must
25944 change the name to TO_ADDRESS_LONG@.
25945
25946 @item Task_Id values
25947 The Task_Id values assigned will be different in the two systems, and GNAT
25948 does not provide a specified value for the Task_Id of the environment task,
25949 which in GNAT is treated like any other declared task.
25950 @end table
25951
25952 @noindent
25953 For full details on these and other less significant compatibility issues,
25954 see appendix E of the HP publication entitled @cite{HP Ada, Technical
25955 Overview and Comparison on HP Platforms}.
25956
25957 For GNAT running on other than VMS systems, all the HP Ada 83 pragmas and
25958 attributes are recognized, although only a subset of them can sensibly
25959 be implemented.  The description of pragmas in @ref{Implementation
25960 Defined Pragmas,,, gnat_rm, GNAT Reference Manual}
25961 indicates whether or not they are applicable to non-VMS systems.
25962 @end ifclear
25963
25964 @ifset vms
25965 @node Transitioning to 64-Bit GNAT for OpenVMS
25966 @section Transitioning to 64-Bit @value{EDITION} for OpenVMS
25967
25968 @noindent
25969 This section is meant to assist users of pre-2006 @value{EDITION}
25970 for Alpha OpenVMS who are transitioning to 64-bit @value{EDITION},
25971 the version of the GNAT technology supplied in 2006 and later for
25972 OpenVMS on both Alpha and I64.
25973
25974 @menu
25975 * Introduction to transitioning::
25976 * Migration of 32 bit code::
25977 * Taking advantage of 64 bit addressing::
25978 * Technical details::
25979 @end menu
25980
25981 @node Introduction to transitioning
25982 @subsection Introduction
25983
25984 @noindent
25985 64-bit @value{EDITION} for Open VMS has been designed to meet
25986 three main goals:
25987
25988 @enumerate
25989 @item
25990 Providing a full conforming implementation of Ada 95 and Ada 2005
25991
25992 @item
25993 Allowing maximum backward compatibility, thus easing migration of existing
25994 Ada source code
25995
25996 @item
25997 Supplying a path for exploiting the full 64-bit address range
25998 @end enumerate
25999
26000 @noindent
26001 Ada's strong typing semantics has made it
26002 impractical to have different 32-bit and 64-bit modes. As soon as
26003 one object could possibly be outside the 32-bit address space, this
26004 would make it necessary for the @code{System.Address} type to be 64 bits.
26005 In particular, this would cause inconsistencies if 32-bit code is
26006 called from 64-bit code that raises an exception.
26007
26008 This issue has been resolved by always using 64-bit addressing
26009 at the system level, but allowing for automatic conversions between
26010 32-bit and 64-bit addresses where required. Thus users who
26011 do not currently require 64-bit addressing capabilities, can
26012 recompile their code with only minimal changes (and indeed
26013 if the code is written in portable Ada, with no assumptions about
26014 the size of the @code{Address} type, then no changes at all are necessary).
26015 At the same time,
26016 this approach provides a simple, gradual upgrade path to future
26017 use of larger memories than available for 32-bit systems.
26018 Also, newly written applications or libraries will by default
26019 be fully compatible with future systems exploiting 64-bit
26020 addressing capabilities.
26021
26022 @ref{Migration of 32 bit code}, will focus on porting applications
26023 that do not require more than 2 GB of
26024 addressable memory. This code will be referred to as
26025 @emph{32-bit code}.
26026 For applications intending to exploit the full 64-bit address space,
26027 @ref{Taking advantage of 64 bit addressing},
26028 will consider further changes that may be required.
26029 Such code will be referred to below as @emph{64-bit code}.
26030
26031 @node Migration of 32 bit code
26032 @subsection Migration of 32-bit code
26033
26034 @menu
26035 * Address types::
26036 * Access types and 32/64-bit allocation::
26037 * Unchecked conversions::
26038 * Predefined constants::
26039 * Interfacing with C::
26040 * 32/64-bit descriptors::
26041 * Experience with source compatibility::
26042 @end menu
26043
26044 @node Address types
26045 @subsubsection Address types
26046
26047 @noindent
26048 To solve the problem of mixing 64-bit and 32-bit addressing,
26049 while maintaining maximum backward compatibility, the following
26050 approach has been taken:
26051
26052 @itemize @bullet
26053 @item
26054 @code{System.Address} always has a size of 64 bits
26055 @cindex @code{System.Address} size
26056 @cindex @code{Address} size
26057
26058 @item
26059 @code{System.Short_Address} is a 32-bit subtype of @code{System.Address}
26060 @cindex @code{System.Short_Address} size
26061 @cindex @code{Short_Address} size
26062 @end itemize
26063
26064 @noindent
26065 Since @code{System.Short_Address} is a subtype of @code{System.Address},
26066 a @code{Short_Address}
26067 may be used where an @code{Address} is required, and vice versa, without
26068 needing explicit type conversions.
26069 By virtue of the Open VMS parameter passing conventions,
26070 even imported
26071 and exported subprograms that have 32-bit address parameters are
26072 compatible with those that have 64-bit address parameters.
26073 (See @ref{Making code 64 bit clean} for details.)
26074
26075 The areas that may need attention are those where record types have
26076 been defined that contain components of the type @code{System.Address}, and
26077 where objects of this type are passed to code expecting a record layout with
26078 32-bit addresses.
26079
26080 Different compilers on different platforms cannot be
26081 expected to represent the same type in the same way,
26082 since alignment constraints
26083 and other system-dependent properties affect the compiler's decision.
26084 For that reason, Ada code
26085 generally uses representation clauses to specify the expected
26086 layout where required.
26087
26088 If such a representation clause uses 32 bits for a component having
26089 the type @code{System.Address}, 64-bit @value{EDITION} for OpenVMS
26090 will detect that error and produce a specific diagnostic message.
26091 The developer should then determine whether the representation
26092 should be 64 bits or not and make either of two changes:
26093 change the size to 64 bits and leave the type as @code{System.Address}, or
26094 leave the size as 32 bits and change the type to @code{System.Short_Address}.
26095 Since @code{Short_Address} is a subtype of @code{Address}, no changes are
26096 required in any code setting or accessing the field; the compiler will
26097 automatically perform any needed conversions between address
26098 formats.
26099
26100 @node Access types and 32/64-bit allocation
26101 @subsubsection Access types and 32/64-bit allocation
26102 @cindex 32-bit allocation
26103 @cindex 64-bit allocation
26104
26105 @noindent
26106 By default, objects designated by access values are always allocated in
26107 the 64-bit address space, and access values themselves are represented
26108 in 64 bits.  If these defaults are not appropriate, and 32-bit allocation
26109 is required (for example if the address of an allocated object is assigned
26110 to a @code{Short_Address} variable), then several alternatives are available:
26111
26112 @itemize @bullet
26113 @item
26114 A pool-specific access type (ie, an @w{Ada 83} access type, whose
26115 definition is @code{access T} versus @code{access all T} or
26116 @code{access constant T}), may be declared with a @code{'Size} representation
26117 clause that establishes the size as 32 bits.
26118 In such circumstances allocations for that type will
26119 be from the 32-bit heap.  Such a clause is not permitted
26120 for a general access type (declared with @code{access all} or
26121 @code{access constant}) as values of such types must be able to refer
26122 to any object of the designated type, including objects residing outside
26123 the 32-bit address range.  Existing @w{Ada 83} code will not contain such
26124 type definitions, however, since general access types were introduced
26125 in @w{Ada 95}.
26126
26127 @item
26128 Switches for @command{GNAT BIND} control whether the internal GNAT
26129 allocation routine @code{__gnat_malloc} uses 64-bit or 32-bit allocations.
26130 @cindex @code{__gnat_malloc}
26131 The switches are respectively @option{-H64} (the default) and
26132 @option{-H32}.
26133 @cindex @option{-H32} (@command{gnatbind})
26134 @cindex @option{-H64} (@command{gnatbind})
26135
26136 @item
26137 The environment variable (logical name) @code{GNAT$NO_MALLOC_64}
26138 @cindex @code{GNAT$NO_MALLOC_64} environment variable
26139 may be used to force @code{__gnat_malloc} to use 32-bit allocation.
26140 If this variable is left
26141 undefined, or defined as @code{"DISABLE"}, @code{"FALSE"}, or @code{"0"},
26142 then the default (64-bit) allocation is used.
26143 If defined as @code{"ENABLE"}, @code{"TRUE"}, or @code{"1"},
26144 then 32-bit allocation is used.  The gnatbind qualifiers described above
26145 override this logical name.
26146
26147 @item
26148 A ^gcc switch^gcc switch^ for OpenVMS, @option{-mno-malloc64}, operates
26149 @cindex @option{-mno-malloc64} (^gcc^gcc^)
26150 at a low level to convert explicit calls to @code{malloc} and related
26151 functions from the C run-time library so that they perform allocations
26152 in the 32-bit heap.
26153 Since all internal allocations from GNAT use @code{__gnat_malloc},
26154 this switch is not required unless the program makes explicit calls on
26155 @code{malloc} (or related functions) from interfaced C code.
26156 @end itemize
26157
26158
26159 @node Unchecked conversions
26160 @subsubsection Unchecked conversions
26161
26162 @noindent
26163 In the case of an @code{Unchecked_Conversion} where the source type is a
26164 64-bit access type or the type @code{System.Address}, and the target
26165 type is a 32-bit type, the compiler will generate a warning.
26166 Even though the generated code will still perform the required
26167 conversions, it is highly recommended in these cases to use
26168 respectively a 32-bit access type or @code{System.Short_Address}
26169 as the source type.
26170
26171 @node Predefined constants
26172 @subsubsection Predefined constants
26173
26174 @noindent
26175 The following table shows the correspondence between pre-2006 versions of
26176 @value{EDITION} on Alpha OpenVMS (``Old'') and 64-bit @value{EDITION}
26177 (``New''):
26178
26179 @multitable {@code{System.Short_Memory_Size}} {2**32} {2**64}
26180 @item   @b{Constant}                     @tab @b{Old} @tab @b{New}
26181 @item   @code{System.Word_Size}          @tab 32      @tab 64
26182 @item   @code{System.Memory_Size}        @tab 2**32   @tab 2**64
26183 @item   @code{System.Short_Memory_Size}  @tab 2**32   @tab 2**32
26184 @item   @code{System.Address_Size}       @tab 32      @tab 64
26185 @end multitable
26186
26187 @noindent
26188 If you need to refer to the specific
26189 memory size of a 32-bit implementation, instead of the
26190 actual memory size, use @code{System.Short_Memory_Size}
26191 rather than @code{System.Memory_Size}.
26192 Similarly, references to @code{System.Address_Size} may need
26193 to be replaced by @code{System.Short_Address'Size}.
26194 The program @command{gnatfind} may be useful for locating
26195 references to the above constants, so that you can verify that they
26196 are still correct.
26197
26198 @node Interfacing with C
26199 @subsubsection Interfacing with C
26200
26201 @noindent
26202 In order to minimize the impact of the transition to 64-bit addresses on
26203 legacy programs, some fundamental types in the @code{Interfaces.C}
26204 package hierarchy continue to be represented in 32 bits.
26205 These types are: @code{ptrdiff_t}, @code{size_t}, and @code{chars_ptr}.
26206 This eases integration with the default HP C layout choices, for example
26207 as found in the system routines in @code{DECC$SHR.EXE}.
26208 Because of this implementation choice, the type fully compatible with
26209 @code{chars_ptr} is now @code{Short_Address} and not @code{Address}.
26210 Depending on the context the compiler will issue a
26211 warning or an error when type @code{Address} is used, alerting the user to a
26212 potential problem. Otherwise 32-bit programs that use
26213 @code{Interfaces.C} should normally not require code modifications
26214
26215 The other issue arising with C interfacing concerns pragma @code{Convention}.
26216 For VMS 64-bit systems, there is an issue of the appropriate default size
26217 of C convention pointers in the absence of an explicit size clause. The HP
26218 C compiler can choose either 32 or 64 bits depending on compiler options.
26219 GNAT chooses 32-bits rather than 64-bits in the default case where no size
26220 clause is given. This proves a better choice for porting 32-bit legacy
26221 applications. In order to have a 64-bit representation, it is necessary to
26222 specify a size representation clause. For example:
26223
26224 @smallexample @c ada
26225 type int_star is access Interfaces.C.int;
26226 pragma Convention(C, int_star);
26227 for int_star'Size use 64;  -- Necessary to get 64 and not 32 bits
26228 @end smallexample
26229
26230 @node 32/64-bit descriptors
26231 @subsubsection 32/64-bit descriptors
26232
26233 @noindent
26234 By default, GNAT uses a 64-bit descriptor mechanism.  For an imported
26235 subprogram (i.e., a subprogram identified by pragma @code{Import_Function},
26236 @code{Import_Procedure}, or @code{Import_Valued_Procedure}) that specifies
26237 @code{Short_Descriptor} as its mechanism, a 32-bit descriptor is used.
26238 @cindex @code{Short_Descriptor} mechanism for imported subprograms
26239
26240 If the configuration pragma @code{Short_Descriptors} is supplied, then
26241 all descriptors will be 32 bits.
26242 @cindex pragma @code{Short_Descriptors}
26243
26244 @node Experience with source compatibility
26245 @subsubsection Experience with source compatibility
26246
26247 @noindent
26248 The Security Server and STARLET on I64 provide an interesting ``test case''
26249 for source compatibility issues, since it is in such system code
26250 where assumptions about @code{Address} size might be expected to occur.
26251 Indeed, there were a small number of occasions in the Security Server
26252 file @file{jibdef.ads}
26253 where a representation clause for a record type specified
26254 32 bits for a component of type @code{Address}.
26255 All of these errors were detected by the compiler.
26256 The repair was obvious and immediate; to simply replace @code{Address} by
26257 @code{Short_Address}.
26258
26259 In the case of STARLET, there were several record types that should
26260 have had representation clauses but did not.  In these record types
26261 there was an implicit assumption that an @code{Address} value occupied
26262 32 bits.
26263 These compiled without error, but their usage resulted in run-time error
26264 returns from STARLET system calls.
26265 Future GNAT technology enhancements may include a tool that detects and flags
26266 these sorts of potential source code porting problems.
26267
26268 @c ****************************************
26269 @node Taking advantage of 64 bit addressing
26270 @subsection Taking advantage of 64-bit addressing
26271
26272 @menu
26273 * Making code 64 bit clean::
26274 * Allocating memory from the 64 bit storage pool::
26275 * Restrictions on use of 64 bit objects::
26276 * STARLET and other predefined libraries::
26277 @end menu
26278
26279 @node Making code 64 bit clean
26280 @subsubsection Making code 64-bit clean
26281
26282 @noindent
26283 In order to prevent problems that may occur when (parts of) a
26284 system start using memory outside the 32-bit address range,
26285 we recommend some additional guidelines:
26286
26287 @itemize @bullet
26288 @item
26289 For imported subprograms that take parameters of the
26290 type @code{System.Address}, ensure that these subprograms can
26291 indeed handle 64-bit addresses. If not, or when in doubt,
26292 change the subprogram declaration to specify
26293 @code{System.Short_Address} instead.
26294
26295 @item
26296 Resolve all warnings related to size mismatches in
26297 unchecked conversions. Failing to do so causes
26298 erroneous execution if the source object is outside
26299 the 32-bit address space.
26300
26301 @item
26302 (optional) Explicitly use the 32-bit storage pool
26303 for access types used in a 32-bit context, or use
26304 generic access types where possible
26305 (@pxref{Restrictions on use of 64 bit objects}).
26306 @end itemize
26307
26308 @noindent
26309 If these rules are followed, the compiler will automatically insert
26310 any necessary checks to ensure that no addresses or access values
26311 passed to 32-bit code ever refer to objects outside the 32-bit
26312 address range.
26313 Any attempt to do this will raise @code{Constraint_Error}.
26314
26315 @node Allocating memory from the 64 bit storage pool
26316 @subsubsection Allocating memory from the 64-bit storage pool
26317
26318 @noindent
26319 By default, all allocations -- for both pool-specific and general
26320 access types -- use the 64-bit storage pool.  To override
26321 this default, for an individual access type or globally, see
26322 @ref{Access types and 32/64-bit allocation}.
26323
26324 @node Restrictions on use of 64 bit objects
26325 @subsubsection Restrictions on use of 64-bit objects
26326
26327 @noindent
26328 Taking the address of an object allocated from a 64-bit storage pool,
26329 and then passing this address to a subprogram expecting
26330 @code{System.Short_Address},
26331 or assigning it to a variable of type @code{Short_Address}, will cause
26332 @code{Constraint_Error} to be raised. In case the code is not 64-bit clean
26333 (@pxref{Making code 64 bit clean}), or checks are suppressed,
26334 no exception is raised and execution
26335 will become erroneous.
26336
26337 @node STARLET and other predefined libraries
26338 @subsubsection STARLET and other predefined libraries
26339
26340 @noindent
26341 All code that comes as part of GNAT is 64-bit clean, but the
26342 restrictions given in @ref{Restrictions on use of 64 bit objects},
26343 still apply. Look at the package
26344 specs to see in which contexts objects allocated
26345 in 64-bit address space are acceptable.
26346
26347 @node Technical details
26348 @subsection Technical details
26349
26350 @noindent
26351 64-bit @value{EDITION} for Open VMS takes advantage of the freedom given in the
26352 Ada standard with respect to the type of @code{System.Address}. Previous
26353 versions of GNAT Pro have defined this type as private and implemented it as a
26354 modular type.
26355
26356 In order to allow defining @code{System.Short_Address} as a proper subtype,
26357 and to match the implicit sign extension in parameter passing,
26358 in 64-bit @value{EDITION} for Open VMS, @code{System.Address} is defined as a
26359 visible (i.e., non-private) integer type.
26360 Standard operations on the type, such as the binary operators ``+'', ``-'',
26361 etc., that take @code{Address} operands and return an @code{Address} result,
26362 have been hidden by declaring these
26363 @code{abstract}, a feature introduced in Ada 95 that helps avoid the potential
26364 ambiguities that would otherwise result from overloading.
26365 (Note that, although @code{Address} is a visible integer type,
26366 good programming practice dictates against exploiting the type's
26367 integer properties such as literals, since this will compromise
26368 code portability.)
26369
26370 Defining @code{Address} as a visible integer type helps achieve
26371 maximum compatibility for existing Ada code,
26372 without sacrificing the capabilities of the 64-bit architecture.
26373 @end ifset
26374
26375 @c ************************************************
26376 @ifset unw
26377 @node Microsoft Windows Topics
26378 @appendix Microsoft Windows Topics
26379 @cindex Windows NT
26380 @cindex Windows 95
26381 @cindex Windows 98
26382
26383 @noindent
26384 This chapter describes topics that are specific to the Microsoft Windows
26385 platforms (NT, 2000, and XP Professional).
26386
26387 @menu
26388 * Using GNAT on Windows::
26389 * Using a network installation of GNAT::
26390 * CONSOLE and WINDOWS subsystems::
26391 * Temporary Files::
26392 * Mixed-Language Programming on Windows::
26393 * Windows Calling Conventions::
26394 * Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)::
26395 * Using DLLs with GNAT::
26396 * Building DLLs with GNAT Project files::
26397 * Building DLLs with GNAT::
26398 * Building DLLs with gnatdll::
26399 * GNAT and Windows Resources::
26400 * Debugging a DLL::
26401 * Setting Stack Size from gnatlink::
26402 * Setting Heap Size from gnatlink::
26403 @end menu
26404
26405 @node Using GNAT on Windows
26406 @section Using GNAT on Windows
26407
26408 @noindent
26409 One of the strengths of the GNAT technology is that its tool set
26410 (@command{gcc}, @command{gnatbind}, @command{gnatlink}, @command{gnatmake}, the
26411 @code{gdb} debugger, etc.) is used in the same way regardless of the
26412 platform.
26413
26414 On Windows this tool set is complemented by a number of Microsoft-specific
26415 tools that have been provided to facilitate interoperability with Windows
26416 when this is required. With these tools:
26417
26418 @itemize @bullet
26419
26420 @item
26421 You can build applications using the @code{CONSOLE} or @code{WINDOWS}
26422 subsystems.
26423
26424 @item
26425 You can use any Dynamically Linked Library (DLL) in your Ada code (both
26426 relocatable and non-relocatable DLLs are supported).
26427
26428 @item
26429 You can build Ada DLLs for use in other applications. These applications
26430 can be written in a language other than Ada (e.g., C, C++, etc). Again both
26431 relocatable and non-relocatable Ada DLLs are supported.
26432
26433 @item
26434 You can include Windows resources in your Ada application.
26435
26436 @item
26437 You can use or create COM/DCOM objects.
26438 @end itemize
26439
26440 @noindent
26441 Immediately below are listed all known general GNAT-for-Windows restrictions.
26442 Other restrictions about specific features like Windows Resources and DLLs
26443 are listed in separate sections below.
26444
26445 @itemize @bullet
26446
26447 @item
26448 It is not possible to use @code{GetLastError} and @code{SetLastError}
26449 when tasking, protected records, or exceptions are used. In these
26450 cases, in order to implement Ada semantics, the GNAT run-time system
26451 calls certain Win32 routines that set the last error variable to 0 upon
26452 success. It should be possible to use @code{GetLastError} and
26453 @code{SetLastError} when tasking, protected record, and exception
26454 features are not used, but it is not guaranteed to work.
26455
26456 @item
26457 It is not possible to link against Microsoft libraries except for
26458 import libraries. Interfacing must be done by the mean of DLLs.
26459
26460 @item
26461 When the compilation environment is located on FAT32 drives, users may
26462 experience recompilations of the source files that have not changed if
26463 Daylight Saving Time (DST) state has changed since the last time files
26464 were compiled. NTFS drives do not have this problem.
26465
26466 @item
26467 No components of the GNAT toolset use any entries in the Windows
26468 registry. The only entries that can be created are file associations and
26469 PATH settings, provided the user has chosen to create them at installation
26470 time, as well as some minimal book-keeping information needed to correctly
26471 uninstall or integrate different GNAT products.
26472 @end itemize
26473
26474 @node Using a network installation of GNAT
26475 @section Using a network installation of GNAT
26476
26477 @noindent
26478 Make sure the system on which GNAT is installed is accessible from the
26479 current machine, i.e., the install location is shared over the network.
26480 Shared resources are accessed on Windows by means of UNC paths, which
26481 have the format @code{\\server\sharename\path}
26482
26483 In order to use such a network installation, simply add the UNC path of the
26484 @file{bin} directory of your GNAT installation in front of your PATH. For
26485 example, if GNAT is installed in @file{\GNAT} directory of a share location
26486 called @file{c-drive} on a machine @file{LOKI}, the following command will
26487 make it available:
26488
26489 @code{@ @ @ path \\loki\c-drive\gnat\bin;%path%}
26490
26491 Be aware that every compilation using the network installation results in the
26492 transfer of large amounts of data across the network and will likely cause
26493 serious performance penalty.
26494
26495 @node CONSOLE and WINDOWS subsystems
26496 @section CONSOLE and WINDOWS subsystems
26497 @cindex CONSOLE Subsystem
26498 @cindex WINDOWS Subsystem
26499 @cindex -mwindows
26500
26501 @noindent
26502 There are two main subsystems under Windows. The @code{CONSOLE} subsystem
26503 (which is the default subsystem) will always create a console when
26504 launching the application. This is not something desirable when the
26505 application has a Windows GUI. To get rid of this console the
26506 application must be using the @code{WINDOWS} subsystem. To do so
26507 the @option{-mwindows} linker option must be specified.
26508
26509 @smallexample
26510 $ gnatmake winprog -largs -mwindows
26511 @end smallexample
26512
26513 @node Temporary Files
26514 @section Temporary Files
26515 @cindex Temporary files
26516
26517 @noindent
26518 It is possible to control where temporary files gets created by setting
26519 the @env{TMP} environment variable. The file will be created:
26520
26521 @itemize
26522 @item Under the directory pointed to by the @env{TMP} environment variable if
26523 this directory exists.
26524
26525 @item Under @file{c:\temp}, if the @env{TMP} environment variable is not
26526 set (or not pointing to a directory) and if this directory exists.
26527
26528 @item Under the current working directory otherwise.
26529 @end itemize
26530
26531 @noindent
26532 This allows you to determine exactly where the temporary
26533 file will be created. This is particularly useful in networked
26534 environments where you may not have write access to some
26535 directories.
26536
26537 @node Mixed-Language Programming on Windows
26538 @section Mixed-Language Programming on Windows
26539
26540 @noindent
26541 Developing pure Ada applications on Windows is no different than on
26542 other GNAT-supported platforms. However, when developing or porting an
26543 application that contains a mix of Ada and C/C++, the choice of your
26544 Windows C/C++ development environment conditions your overall
26545 interoperability strategy.
26546
26547 If you use @command{gcc} to compile the non-Ada part of your application,
26548 there are no Windows-specific restrictions that affect the overall
26549 interoperability with your Ada code. If you do want to use the
26550 Microsoft tools for your non-Ada code, you have two choices:
26551
26552 @enumerate
26553 @item
26554 Encapsulate your non-Ada code in a DLL to be linked with your Ada
26555 application. In this case, use the Microsoft or whatever environment to
26556 build the DLL and use GNAT to build your executable
26557 (@pxref{Using DLLs with GNAT}).
26558
26559 @item
26560 Or you can encapsulate your Ada code in a DLL to be linked with the
26561 other part of your application. In this case, use GNAT to build the DLL
26562 (@pxref{Building DLLs with GNAT Project files}) and use the Microsoft
26563 or whatever environment to build your executable.
26564 @end enumerate
26565
26566 @node Windows Calling Conventions
26567 @section Windows Calling Conventions
26568 @findex Stdcall
26569 @findex APIENTRY
26570
26571 This section pertain only to Win32. On Win64 there is a single native
26572 calling convention. All convention specifiers are ignored on this
26573 platform.
26574
26575 @menu
26576 * C Calling Convention::
26577 * Stdcall Calling Convention::
26578 * Win32 Calling Convention::
26579 * DLL Calling Convention::
26580 @end menu
26581
26582 @noindent
26583 When a subprogram @code{F} (caller) calls a subprogram @code{G}
26584 (callee), there are several ways to push @code{G}'s parameters on the
26585 stack and there are several possible scenarios to clean up the stack
26586 upon @code{G}'s return. A calling convention is an agreed upon software
26587 protocol whereby the responsibilities between the caller (@code{F}) and
26588 the callee (@code{G}) are clearly defined. Several calling conventions
26589 are available for Windows:
26590
26591 @itemize @bullet
26592 @item
26593 @code{C} (Microsoft defined)
26594
26595 @item
26596 @code{Stdcall} (Microsoft defined)
26597
26598 @item
26599 @code{Win32} (GNAT specific)
26600
26601 @item
26602 @code{DLL} (GNAT specific)
26603 @end itemize
26604
26605 @node C Calling Convention
26606 @subsection @code{C} Calling Convention
26607
26608 @noindent
26609 This is the default calling convention used when interfacing to C/C++
26610 routines compiled with either @command{gcc} or Microsoft Visual C++.
26611
26612 In the @code{C} calling convention subprogram parameters are pushed on the
26613 stack by the caller from right to left. The caller itself is in charge of
26614 cleaning up the stack after the call. In addition, the name of a routine
26615 with @code{C} calling convention is mangled by adding a leading underscore.
26616
26617 The name to use on the Ada side when importing (or exporting) a routine
26618 with @code{C} calling convention is the name of the routine. For
26619 instance the C function:
26620
26621 @smallexample
26622 int get_val (long);
26623 @end smallexample
26624
26625 @noindent
26626 should be imported from Ada as follows:
26627
26628 @smallexample @c ada
26629 @group
26630 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26631 pragma Import (C, Get_Val, External_Name => "get_val");
26632 @end group
26633 @end smallexample
26634
26635 @noindent
26636 Note that in this particular case the @code{External_Name} parameter could
26637 have been omitted since, when missing, this parameter is taken to be the
26638 name of the Ada entity in lower case. When the @code{Link_Name} parameter
26639 is missing, as in the above example, this parameter is set to be the
26640 @code{External_Name} with a leading underscore.
26641
26642 When importing a variable defined in C, you should always use the @code{C}
26643 calling convention unless the object containing the variable is part of a
26644 DLL (in which case you should use the @code{Stdcall} calling
26645 convention, @pxref{Stdcall Calling Convention}).
26646
26647 @node Stdcall Calling Convention
26648 @subsection @code{Stdcall} Calling Convention
26649
26650 @noindent
26651 This convention, which was the calling convention used for Pascal
26652 programs, is used by Microsoft for all the routines in the Win32 API for
26653 efficiency reasons. It must be used to import any routine for which this
26654 convention was specified.
26655
26656 In the @code{Stdcall} calling convention subprogram parameters are pushed
26657 on the stack by the caller from right to left. The callee (and not the
26658 caller) is in charge of cleaning the stack on routine exit. In addition,
26659 the name of a routine with @code{Stdcall} calling convention is mangled by
26660 adding a leading underscore (as for the @code{C} calling convention) and a
26661 trailing @code{@@}@code{@var{nn}}, where @var{nn} is the overall size (in
26662 bytes) of the parameters passed to the routine.
26663
26664 The name to use on the Ada side when importing a C routine with a
26665 @code{Stdcall} calling convention is the name of the C routine. The leading
26666 underscore and trailing @code{@@}@code{@var{nn}} are added automatically by
26667 the compiler. For instance the Win32 function:
26668
26669 @smallexample
26670 @b{APIENTRY} int get_val (long);
26671 @end smallexample
26672
26673 @noindent
26674 should be imported from Ada as follows:
26675
26676 @smallexample @c ada
26677 @group
26678 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26679 pragma Import (Stdcall, Get_Val);
26680 --  On the x86 a long is 4 bytes, so the Link_Name is "_get_val@@4"
26681 @end group
26682 @end smallexample
26683
26684 @noindent
26685 As for the @code{C} calling convention, when the @code{External_Name}
26686 parameter is missing, it is taken to be the name of the Ada entity in lower
26687 case. If instead of writing the above import pragma you write:
26688
26689 @smallexample @c ada
26690 @group
26691 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26692 pragma Import (Stdcall, Get_Val, External_Name => "retrieve_val");
26693 @end group
26694 @end smallexample
26695
26696 @noindent
26697 then the imported routine is @code{_retrieve_val@@4}. However, if instead
26698 of specifying the @code{External_Name} parameter you specify the
26699 @code{Link_Name} as in the following example:
26700
26701 @smallexample @c ada
26702 @group
26703 function Get_Val (V : Interfaces.C.long) return Interfaces.C.int;
26704 pragma Import (Stdcall, Get_Val, Link_Name => "retrieve_val");
26705 @end group
26706 @end smallexample
26707
26708 @noindent
26709 then the imported routine is @code{retrieve_val}, that is, there is no
26710 decoration at all. No leading underscore and no Stdcall suffix
26711 @code{@@}@code{@var{nn}}.
26712
26713 @noindent
26714 This is especially important as in some special cases a DLL's entry
26715 point name lacks a trailing @code{@@}@code{@var{nn}} while the exported
26716 name generated for a call has it.
26717
26718 @noindent
26719 It is also possible to import variables defined in a DLL by using an
26720 import pragma for a variable. As an example, if a DLL contains a
26721 variable defined as:
26722
26723 @smallexample
26724 int my_var;
26725 @end smallexample
26726
26727 @noindent
26728 then, to access this variable from Ada you should write:
26729
26730 @smallexample @c ada
26731 @group
26732 My_Var : Interfaces.C.int;
26733 pragma Import (Stdcall, My_Var);
26734 @end group
26735 @end smallexample
26736
26737 @noindent
26738 Note that to ease building cross-platform bindings this convention
26739 will be handled as a @code{C} calling convention on non-Windows platforms.
26740
26741 @node Win32 Calling Convention
26742 @subsection @code{Win32} Calling Convention
26743
26744 @noindent
26745 This convention, which is GNAT-specific is fully equivalent to the
26746 @code{Stdcall} calling convention described above.
26747
26748 @node DLL Calling Convention
26749 @subsection @code{DLL} Calling Convention
26750
26751 @noindent
26752 This convention, which is GNAT-specific is fully equivalent to the
26753 @code{Stdcall} calling convention described above.
26754
26755 @node Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)
26756 @section Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)
26757 @findex DLL
26758
26759 @noindent
26760 A Dynamically Linked Library (DLL) is a library that can be shared by
26761 several applications running under Windows. A DLL can contain any number of
26762 routines and variables.
26763
26764 One advantage of DLLs is that you can change and enhance them without
26765 forcing all the applications that depend on them to be relinked or
26766 recompiled. However, you should be aware than all calls to DLL routines are
26767 slower since, as you will understand below, such calls are indirect.
26768
26769 To illustrate the remainder of this section, suppose that an application
26770 wants to use the services of a DLL @file{API.dll}. To use the services
26771 provided by @file{API.dll} you must statically link against the DLL or
26772 an import library which contains a jump table with an entry for each
26773 routine and variable exported by the DLL. In the Microsoft world this
26774 import library is called @file{API.lib}. When using GNAT this import
26775 library is called either @file{libAPI.dll.a}, @file{libapi.dll.a},
26776 @file{libAPI.a} or @file{libapi.a} (names are case insensitive).
26777
26778 After you have linked your application with the DLL or the import library
26779 and you run your application, here is what happens:
26780
26781 @enumerate
26782 @item
26783 Your application is loaded into memory.
26784
26785 @item
26786 The DLL @file{API.dll} is mapped into the address space of your
26787 application. This means that:
26788
26789 @itemize @bullet
26790 @item
26791 The DLL will use the stack of the calling thread.
26792
26793 @item
26794 The DLL will use the virtual address space of the calling process.
26795
26796 @item
26797 The DLL will allocate memory from the virtual address space of the calling
26798 process.
26799
26800 @item
26801 Handles (pointers) can be safely exchanged between routines in the DLL
26802 routines and routines in the application using the DLL.
26803 @end itemize
26804
26805 @item
26806 The entries in the jump table (from the import library @file{libAPI.dll.a}
26807 or @file{API.lib} or automatically created when linking against a DLL)
26808 which is part of your application are initialized with the addresses
26809 of the routines and variables in @file{API.dll}.
26810
26811 @item
26812 If present in @file{API.dll}, routines @code{DllMain} or
26813 @code{DllMainCRTStartup} are invoked. These routines typically contain
26814 the initialization code needed for the well-being of the routines and
26815 variables exported by the DLL.
26816 @end enumerate
26817
26818 @noindent
26819 There is an additional point which is worth mentioning. In the Windows
26820 world there are two kind of DLLs: relocatable and non-relocatable
26821 DLLs. Non-relocatable DLLs can only be loaded at a very specific address
26822 in the target application address space. If the addresses of two
26823 non-relocatable DLLs overlap and these happen to be used by the same
26824 application, a conflict will occur and the application will run
26825 incorrectly. Hence, when possible, it is always preferable to use and
26826 build relocatable DLLs. Both relocatable and non-relocatable DLLs are
26827 supported by GNAT. Note that the @option{-s} linker option (see GNU Linker
26828 User's Guide) removes the debugging symbols from the DLL but the DLL can
26829 still be relocated.
26830
26831 As a side note, an interesting difference between Microsoft DLLs and
26832 Unix shared libraries, is the fact that on most Unix systems all public
26833 routines are exported by default in a Unix shared library, while under
26834 Windows it is possible (but not required) to list exported routines in
26835 a definition file (@pxref{The Definition File}).
26836
26837 @node Using DLLs with GNAT
26838 @section Using DLLs with GNAT
26839
26840 @menu
26841 * Creating an Ada Spec for the DLL Services::
26842 * Creating an Import Library::
26843 @end menu
26844
26845 @noindent
26846 To use the services of a DLL, say @file{API.dll}, in your Ada application
26847 you must have:
26848
26849 @enumerate
26850 @item
26851 The Ada spec for the routines and/or variables you want to access in
26852 @file{API.dll}. If not available this Ada spec must be built from the C/C++
26853 header files provided with the DLL.
26854
26855 @item
26856 The import library (@file{libAPI.dll.a} or @file{API.lib}). As previously
26857 mentioned an import library is a statically linked library containing the
26858 import table which will be filled at load time to point to the actual
26859 @file{API.dll} routines. Sometimes you don't have an import library for the
26860 DLL you want to use. The following sections will explain how to build
26861 one. Note that this is optional.
26862
26863 @item
26864 The actual DLL, @file{API.dll}.
26865 @end enumerate
26866
26867 @noindent
26868 Once you have all the above, to compile an Ada application that uses the
26869 services of @file{API.dll} and whose main subprogram is @code{My_Ada_App},
26870 you simply issue the command
26871
26872 @smallexample
26873 $ gnatmake my_ada_app -largs -lAPI
26874 @end smallexample
26875
26876 @noindent
26877 The argument @option{-largs -lAPI} at the end of the @command{gnatmake} command
26878 tells the GNAT linker to look for an import library. The linker will
26879 look for a library name in this specific order:
26880
26881 @enumerate
26882 @item @file{libAPI.dll.a}
26883 @item @file{API.dll.a}
26884 @item @file{libAPI.a}
26885 @item @file{API.lib}
26886 @item @file{libAPI.dll}
26887 @item @file{API.dll}
26888 @end enumerate
26889
26890 The first three are the GNU style import libraries. The third is the
26891 Microsoft style import libraries. The last two are the actual DLL names.
26892
26893 Note that if the Ada package spec for @file{API.dll} contains the
26894 following pragma
26895
26896 @smallexample @c ada
26897 pragma Linker_Options ("-lAPI");
26898 @end smallexample
26899
26900 @noindent
26901 you do not have to add @option{-largs -lAPI} at the end of the
26902 @command{gnatmake} command.
26903
26904 If any one of the items above is missing you will have to create it
26905 yourself. The following sections explain how to do so using as an
26906 example a fictitious DLL called @file{API.dll}.
26907
26908 @node Creating an Ada Spec for the DLL Services
26909 @subsection Creating an Ada Spec for the DLL Services
26910
26911 @noindent
26912 A DLL typically comes with a C/C++ header file which provides the
26913 definitions of the routines and variables exported by the DLL. The Ada
26914 equivalent of this header file is a package spec that contains definitions
26915 for the imported entities. If the DLL you intend to use does not come with
26916 an Ada spec you have to generate one such spec yourself. For example if
26917 the header file of @file{API.dll} is a file @file{api.h} containing the
26918 following two definitions:
26919
26920 @smallexample
26921 @group
26922 @cartouche
26923 int some_var;
26924 int get (char *);
26925 @end cartouche
26926 @end group
26927 @end smallexample
26928
26929 @noindent
26930 then the equivalent Ada spec could be:
26931
26932 @smallexample @c ada
26933 @group
26934 @cartouche
26935 with Interfaces.C.Strings;
26936 package API is
26937    use Interfaces;
26938
26939    Some_Var : C.int;
26940    function Get (Str : C.Strings.Chars_Ptr) return C.int;
26941
26942 private
26943    pragma Import (C, Get);
26944    pragma Import (DLL, Some_Var);
26945 end API;
26946 @end cartouche
26947 @end group
26948 @end smallexample
26949
26950 @noindent
26951 Note that a variable is
26952 @strong{always imported with a DLL convention}. A function
26953 can have @code{C} or @code{Stdcall} convention.
26954 (@pxref{Windows Calling Conventions}).
26955
26956 @node Creating an Import Library
26957 @subsection Creating an Import Library
26958 @cindex Import library
26959
26960 @menu
26961 * The Definition File::
26962 * GNAT-Style Import Library::
26963 * Microsoft-Style Import Library::
26964 @end menu
26965
26966 @noindent
26967 If a Microsoft-style import library @file{API.lib} or a GNAT-style
26968 import library @file{libAPI.dll.a} or @file{libAPI.a} is available
26969 with @file{API.dll} you can skip this section. You can also skip this
26970 section if @file{API.dll} or @file{libAPI.dll} is built with GNU tools
26971 as in this case it is possible to link directly against the
26972 DLL. Otherwise read on.
26973
26974 @node The Definition File
26975 @subsubsection The Definition File
26976 @cindex Definition file
26977 @findex .def
26978
26979 @noindent
26980 As previously mentioned, and unlike Unix systems, the list of symbols
26981 that are exported from a DLL must be provided explicitly in Windows.
26982 The main goal of a definition file is precisely that: list the symbols
26983 exported by a DLL. A definition file (usually a file with a @code{.def}
26984 suffix) has the following structure:
26985
26986 @smallexample
26987 @group
26988 @cartouche
26989 @r{[}LIBRARY @var{name}@r{]}
26990 @r{[}DESCRIPTION @var{string}@r{]}
26991 EXPORTS
26992    @var{symbol1}
26993    @var{symbol2}
26994    @dots{}
26995 @end cartouche
26996 @end group
26997 @end smallexample
26998
26999 @table @code
27000 @item LIBRARY @var{name}
27001 This section, which is optional, gives the name of the DLL.
27002
27003 @item DESCRIPTION @var{string}
27004 This section, which is optional, gives a description string that will be
27005 embedded in the import library.
27006
27007 @item EXPORTS
27008 This section gives the list of exported symbols (procedures, functions or
27009 variables). For instance in the case of @file{API.dll} the @code{EXPORTS}
27010 section of @file{API.def} looks like:
27011
27012 @smallexample
27013 @group
27014 @cartouche
27015 EXPORTS
27016    some_var
27017    get
27018 @end cartouche
27019 @end group
27020 @end smallexample
27021 @end table
27022
27023 @noindent
27024 Note that you must specify the correct suffix (@code{@@}@code{@var{nn}})
27025 (@pxref{Windows Calling Conventions}) for a Stdcall
27026 calling convention function in the exported symbols list.
27027
27028 @noindent
27029 There can actually be other sections in a definition file, but these
27030 sections are not relevant to the discussion at hand.
27031
27032 @node GNAT-Style Import Library
27033 @subsubsection GNAT-Style Import Library
27034
27035 @noindent
27036 To create a static import library from @file{API.dll} with the GNAT tools
27037 you should proceed as follows:
27038
27039 @enumerate
27040 @item
27041 Create the definition file @file{API.def} (@pxref{The Definition File}).
27042 For that use the @code{dll2def} tool as follows:
27043
27044 @smallexample
27045 $ dll2def API.dll > API.def
27046 @end smallexample
27047
27048 @noindent
27049 @code{dll2def} is a very simple tool: it takes as input a DLL and prints
27050 to standard output the list of entry points in the DLL. Note that if
27051 some routines in the DLL have the @code{Stdcall} convention
27052 (@pxref{Windows Calling Conventions}) with stripped @code{@@}@var{nn}
27053 suffix then you'll have to edit @file{api.def} to add it, and specify
27054 @option{-k} to @command{gnatdll} when creating the import library.
27055
27056 @noindent
27057 Here are some hints to find the right @code{@@}@var{nn} suffix.
27058
27059 @enumerate
27060 @item
27061 If you have the Microsoft import library (.lib), it is possible to get
27062 the right symbols by using Microsoft @code{dumpbin} tool (see the
27063 corresponding Microsoft documentation for further details).
27064
27065 @smallexample
27066 $ dumpbin /exports api.lib
27067 @end smallexample
27068
27069 @item
27070 If you have a message about a missing symbol at link time the compiler
27071 tells you what symbol is expected. You just have to go back to the
27072 definition file and add the right suffix.
27073 @end enumerate
27074
27075 @item
27076 Build the import library @code{libAPI.dll.a}, using @code{gnatdll}
27077 (@pxref{Using gnatdll}) as follows:
27078
27079 @smallexample
27080 $ gnatdll -e API.def -d API.dll
27081 @end smallexample
27082
27083 @noindent
27084 @code{gnatdll} takes as input a definition file @file{API.def} and the
27085 name of the DLL containing the services listed in the definition file
27086 @file{API.dll}. The name of the static import library generated is
27087 computed from the name of the definition file as follows: if the
27088 definition file name is @var{xyz}@code{.def}, the import library name will
27089 be @code{lib}@var{xyz}@code{.a}. Note that in the previous example option
27090 @option{-e} could have been removed because the name of the definition
27091 file (before the ``@code{.def}'' suffix) is the same as the name of the
27092 DLL (@pxref{Using gnatdll} for more information about @code{gnatdll}).
27093 @end enumerate
27094
27095 @node Microsoft-Style Import Library
27096 @subsubsection Microsoft-Style Import Library
27097
27098 @noindent
27099 With GNAT you can either use a GNAT-style or Microsoft-style import
27100 library. A Microsoft import library is needed only if you plan to make an
27101 Ada DLL available to applications developed with Microsoft
27102 tools (@pxref{Mixed-Language Programming on Windows}).
27103
27104 To create a Microsoft-style import library for @file{API.dll} you
27105 should proceed as follows:
27106
27107 @enumerate
27108 @item
27109 Create the definition file @file{API.def} from the DLL. For this use either
27110 the @code{dll2def} tool as described above or the Microsoft @code{dumpbin}
27111 tool (see the corresponding Microsoft documentation for further details).
27112
27113 @item
27114 Build the actual import library using Microsoft's @code{lib} utility:
27115
27116 @smallexample
27117 $ lib -machine:IX86 -def:API.def -out:API.lib
27118 @end smallexample
27119
27120 @noindent
27121 If you use the above command the definition file @file{API.def} must
27122 contain a line giving the name of the DLL:
27123
27124 @smallexample
27125 LIBRARY      "API"
27126 @end smallexample
27127
27128 @noindent
27129 See the Microsoft documentation for further details about the usage of
27130 @code{lib}.
27131 @end enumerate
27132
27133 @node Building DLLs with GNAT Project files
27134 @section Building DLLs with GNAT Project files
27135 @cindex DLLs, building
27136
27137 @noindent
27138 There is nothing specific to Windows in the build process.
27139 @pxref{Library Projects}.
27140
27141 @noindent
27142 Due to a system limitation, it is not possible under Windows to create threads
27143 when inside the @code{DllMain} routine which is used for auto-initialization
27144 of shared libraries, so it is not possible to have library level tasks in SALs.
27145
27146 @node Building DLLs with GNAT
27147 @section Building DLLs with GNAT
27148 @cindex DLLs, building
27149
27150 @noindent
27151 This section explain how to build DLLs using the GNAT built-in DLL
27152 support. With the following procedure it is straight forward to build
27153 and use DLLs with GNAT.
27154
27155 @enumerate
27156
27157 @item building object files
27158
27159 The first step is to build all objects files that are to be included
27160 into the DLL. This is done by using the standard @command{gnatmake} tool.
27161
27162 @item building the DLL
27163
27164 To build the DLL you must use @command{gcc}'s @option{-shared} and
27165 @option{-shared-libgcc} options. It is quite simple to use this method:
27166
27167 @smallexample
27168 $ gcc -shared -shared-libgcc -o api.dll obj1.o obj2.o @dots{}
27169 @end smallexample
27170
27171 It is important to note that in this case all symbols found in the
27172 object files are automatically exported. It is possible to restrict
27173 the set of symbols to export by passing to @command{gcc} a definition
27174 file, @pxref{The Definition File}. For example:
27175
27176 @smallexample
27177 $ gcc -shared -shared-libgcc -o api.dll api.def obj1.o obj2.o @dots{}
27178 @end smallexample
27179
27180 If you use a definition file you must export the elaboration procedures
27181 for every package that required one. Elaboration procedures are named
27182 using the package name followed by "_E".
27183
27184 @item preparing DLL to be used
27185
27186 For the DLL to be used by client programs the bodies must be hidden
27187 from it and the .ali set with read-only attribute. This is very important
27188 otherwise GNAT will recompile all packages and will not actually use
27189 the code in the DLL. For example:
27190
27191 @smallexample
27192 $ mkdir apilib
27193 $ copy *.ads *.ali api.dll apilib
27194 $ attrib +R apilib\*.ali
27195 @end smallexample
27196
27197 @end enumerate
27198
27199 At this point it is possible to use the DLL by directly linking
27200 against it. Note that you must use the GNAT shared runtime when using
27201 GNAT shared libraries. This is achieved by using @option{-shared} binder's
27202 option.
27203
27204 @smallexample
27205 $ gnatmake main -Iapilib -bargs -shared -largs -Lapilib -lAPI
27206 @end smallexample
27207
27208 @node Building DLLs with gnatdll
27209 @section Building DLLs with gnatdll
27210 @cindex DLLs, building
27211
27212 @menu
27213 * Limitations When Using Ada DLLs from Ada::
27214 * Exporting Ada Entities::
27215 * Ada DLLs and Elaboration::
27216 * Ada DLLs and Finalization::
27217 * Creating a Spec for Ada DLLs::
27218 * Creating the Definition File::
27219 * Using gnatdll::
27220 @end menu
27221
27222 @noindent
27223 Note that it is preferred to use GNAT Project files
27224 (@pxref{Building DLLs with GNAT Project files}) or the built-in GNAT
27225 DLL support (@pxref{Building DLLs with GNAT}) or to build DLLs.
27226
27227 This section explains how to build DLLs containing Ada code using
27228 @code{gnatdll}. These DLLs will be referred to as Ada DLLs in the
27229 remainder of this section.
27230
27231 The steps required to build an Ada DLL that is to be used by Ada as well as
27232 non-Ada applications are as follows:
27233
27234 @enumerate
27235 @item
27236 You need to mark each Ada @i{entity} exported by the DLL with a @code{C} or
27237 @code{Stdcall} calling convention to avoid any Ada name mangling for the
27238 entities exported by the DLL (@pxref{Exporting Ada Entities}). You can
27239 skip this step if you plan to use the Ada DLL only from Ada applications.
27240
27241 @item
27242 Your Ada code must export an initialization routine which calls the routine
27243 @code{adainit} generated by @command{gnatbind} to perform the elaboration of
27244 the Ada code in the DLL (@pxref{Ada DLLs and Elaboration}). The initialization
27245 routine exported by the Ada DLL must be invoked by the clients of the DLL
27246 to initialize the DLL.
27247
27248 @item
27249 When useful, the DLL should also export a finalization routine which calls
27250 routine @code{adafinal} generated by @command{gnatbind} to perform the
27251 finalization of the Ada code in the DLL (@pxref{Ada DLLs and Finalization}).
27252 The finalization routine exported by the Ada DLL must be invoked by the
27253 clients of the DLL when the DLL services are no further needed.
27254
27255 @item
27256 You must provide a spec for the services exported by the Ada DLL in each
27257 of the programming languages to which you plan to make the DLL available.
27258
27259 @item
27260 You must provide a definition file listing the exported entities
27261 (@pxref{The Definition File}).
27262
27263 @item
27264 Finally you must use @code{gnatdll} to produce the DLL and the import
27265 library (@pxref{Using gnatdll}).
27266 @end enumerate
27267
27268 @noindent
27269 Note that a relocatable DLL stripped using the @code{strip}
27270 binutils tool will not be relocatable anymore. To build a DLL without
27271 debug information pass @code{-largs -s} to @code{gnatdll}. This
27272 restriction does not apply to a DLL built using a Library Project.
27273 @pxref{Library Projects}.
27274
27275 @node Limitations When Using Ada DLLs from Ada
27276 @subsection Limitations When Using Ada DLLs from Ada
27277
27278 @noindent
27279 When using Ada DLLs from Ada applications there is a limitation users
27280 should be aware of. Because on Windows the GNAT run time is not in a DLL of
27281 its own, each Ada DLL includes a part of the GNAT run time. Specifically,
27282 each Ada DLL includes the services of the GNAT run time that are necessary
27283 to the Ada code inside the DLL. As a result, when an Ada program uses an
27284 Ada DLL there are two independent GNAT run times: one in the Ada DLL and
27285 one in the main program.
27286
27287 It is therefore not possible to exchange GNAT run-time objects between the
27288 Ada DLL and the main Ada program. Example of GNAT run-time objects are file
27289 handles (e.g.@: @code{Text_IO.File_Type}), tasks types, protected objects
27290 types, etc.
27291
27292 It is completely safe to exchange plain elementary, array or record types,
27293 Windows object handles, etc.
27294
27295 @node Exporting Ada Entities
27296 @subsection Exporting Ada Entities
27297 @cindex Export table
27298
27299 @noindent
27300 Building a DLL is a way to encapsulate a set of services usable from any
27301 application. As a result, the Ada entities exported by a DLL should be
27302 exported with the @code{C} or @code{Stdcall} calling conventions to avoid
27303 any Ada name mangling. As an example here is an Ada package
27304 @code{API}, spec and body, exporting two procedures, a function, and a
27305 variable:
27306
27307 @smallexample @c ada
27308 @group
27309 @cartouche
27310 with Interfaces.C; use Interfaces;
27311 package API is
27312    Count : C.int := 0;
27313    function Factorial (Val : C.int) return C.int;
27314
27315    procedure Initialize_API;
27316    procedure Finalize_API;
27317    --  Initialization & Finalization routines. More in the next section.
27318 private
27319    pragma Export (C, Initialize_API);
27320    pragma Export (C, Finalize_API);
27321    pragma Export (C, Count);
27322    pragma Export (C, Factorial);
27323 end API;
27324 @end cartouche
27325 @end group
27326 @end smallexample
27327
27328 @smallexample @c ada
27329 @group
27330 @cartouche
27331 package body API is
27332    function Factorial (Val : C.int) return C.int is
27333       Fact : C.int := 1;
27334    begin
27335       Count := Count + 1;
27336       for K in 1 .. Val loop
27337          Fact := Fact * K;
27338       end loop;
27339       return Fact;
27340    end Factorial;
27341
27342    procedure Initialize_API is
27343       procedure Adainit;
27344       pragma Import (C, Adainit);
27345    begin
27346       Adainit;
27347    end Initialize_API;
27348
27349    procedure Finalize_API is
27350       procedure Adafinal;
27351       pragma Import (C, Adafinal);
27352    begin
27353       Adafinal;
27354    end Finalize_API;
27355 end API;
27356 @end cartouche
27357 @end group
27358 @end smallexample
27359
27360 @noindent
27361 If the Ada DLL you are building will only be used by Ada applications
27362 you do not have to export Ada entities with a @code{C} or @code{Stdcall}
27363 convention. As an example, the previous package could be written as
27364 follows:
27365
27366 @smallexample @c ada
27367 @group
27368 @cartouche
27369 package API is
27370    Count : Integer := 0;
27371    function Factorial (Val : Integer) return Integer;
27372
27373    procedure Initialize_API;
27374    procedure Finalize_API;
27375    --  Initialization and Finalization routines.
27376 end API;
27377 @end cartouche
27378 @end group
27379 @end smallexample
27380
27381 @smallexample @c ada
27382 @group
27383 @cartouche
27384 package body API is
27385    function Factorial (Val : Integer) return Integer is
27386       Fact : Integer := 1;
27387    begin
27388       Count := Count + 1;
27389       for K in 1 .. Val loop
27390          Fact := Fact * K;
27391       end loop;
27392       return Fact;
27393    end Factorial;
27394
27395    @dots{}
27396    --  The remainder of this package body is unchanged.
27397 end API;
27398 @end cartouche
27399 @end group
27400 @end smallexample
27401
27402 @noindent
27403 Note that if you do not export the Ada entities with a @code{C} or
27404 @code{Stdcall} convention you will have to provide the mangled Ada names
27405 in the definition file of the Ada DLL
27406 (@pxref{Creating the Definition File}).
27407
27408 @node Ada DLLs and Elaboration
27409 @subsection Ada DLLs and Elaboration
27410 @cindex DLLs and elaboration
27411
27412 @noindent
27413 The DLL that you are building contains your Ada code as well as all the
27414 routines in the Ada library that are needed by it. The first thing a
27415 user of your DLL must do is elaborate the Ada code
27416 (@pxref{Elaboration Order Handling in GNAT}).
27417
27418 To achieve this you must export an initialization routine
27419 (@code{Initialize_API} in the previous example), which must be invoked
27420 before using any of the DLL services. This elaboration routine must call
27421 the Ada elaboration routine @code{adainit} generated by the GNAT binder
27422 (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs}). See the body of
27423 @code{Initialize_Api} for an example. Note that the GNAT binder is
27424 automatically invoked during the DLL build process by the @code{gnatdll}
27425 tool (@pxref{Using gnatdll}).
27426
27427 When a DLL is loaded, Windows systematically invokes a routine called
27428 @code{DllMain}. It would therefore be possible to call @code{adainit}
27429 directly from @code{DllMain} without having to provide an explicit
27430 initialization routine. Unfortunately, it is not possible to call
27431 @code{adainit} from the @code{DllMain} if your program has library level
27432 tasks because access to the @code{DllMain} entry point is serialized by
27433 the system (that is, only a single thread can execute ``through'' it at a
27434 time), which means that the GNAT run time will deadlock waiting for the
27435 newly created task to complete its initialization.
27436
27437 @node Ada DLLs and Finalization
27438 @subsection Ada DLLs and Finalization
27439 @cindex DLLs and finalization
27440
27441 @noindent
27442 When the services of an Ada DLL are no longer needed, the client code should
27443 invoke the DLL finalization routine, if available. The DLL finalization
27444 routine is in charge of releasing all resources acquired by the DLL. In the
27445 case of the Ada code contained in the DLL, this is achieved by calling
27446 routine @code{adafinal} generated by the GNAT binder
27447 (@pxref{Binding with Non-Ada Main Programs}).
27448 See the body of @code{Finalize_Api} for an
27449 example. As already pointed out the GNAT binder is automatically invoked
27450 during the DLL build process by the @code{gnatdll} tool
27451 (@pxref{Using gnatdll}).
27452
27453 @node Creating a Spec for Ada DLLs
27454 @subsection Creating a Spec for Ada DLLs
27455
27456 @noindent
27457 To use the services exported by the Ada DLL from another programming
27458 language (e.g.@: C), you have to translate the specs of the exported Ada
27459 entities in that language. For instance in the case of @code{API.dll},
27460 the corresponding C header file could look like:
27461
27462 @smallexample
27463 @group
27464 @cartouche
27465 extern int *_imp__count;
27466 #define count (*_imp__count)
27467 int factorial (int);
27468 @end cartouche
27469 @end group
27470 @end smallexample
27471
27472 @noindent
27473 It is important to understand that when building an Ada DLL to be used by
27474 other Ada applications, you need two different specs for the packages
27475 contained in the DLL: one for building the DLL and the other for using
27476 the DLL. This is because the @code{DLL} calling convention is needed to
27477 use a variable defined in a DLL, but when building the DLL, the variable
27478 must have either the @code{Ada} or @code{C} calling convention. As an
27479 example consider a DLL comprising the following package @code{API}:
27480
27481 @smallexample @c ada
27482 @group
27483 @cartouche
27484 package API is
27485    Count : Integer := 0;
27486    @dots{}
27487    --  Remainder of the package omitted.
27488 end API;
27489 @end cartouche
27490 @end group
27491 @end smallexample
27492
27493 @noindent
27494 After producing a DLL containing package @code{API}, the spec that
27495 must be used to import @code{API.Count} from Ada code outside of the
27496 DLL is:
27497
27498 @smallexample @c ada
27499 @group
27500 @cartouche
27501 package API is
27502    Count : Integer;
27503    pragma Import (DLL, Count);
27504 end API;
27505 @end cartouche
27506 @end group
27507 @end smallexample
27508
27509 @node Creating the Definition File
27510 @subsection Creating the Definition File
27511
27512 @noindent
27513 The definition file is the last file needed to build the DLL. It lists
27514 the exported symbols. As an example, the definition file for a DLL
27515 containing only package @code{API} (where all the entities are exported
27516 with a @code{C} calling convention) is:
27517
27518 @smallexample
27519 @group
27520 @cartouche
27521 EXPORTS
27522     count
27523     factorial
27524     finalize_api
27525     initialize_api
27526 @end cartouche
27527 @end group
27528 @end smallexample
27529
27530 @noindent
27531 If the @code{C} calling convention is missing from package @code{API},
27532 then the definition file contains the mangled Ada names of the above
27533 entities, which in this case are:
27534
27535 @smallexample
27536 @group
27537 @cartouche
27538 EXPORTS
27539     api__count
27540     api__factorial
27541     api__finalize_api
27542     api__initialize_api
27543 @end cartouche
27544 @end group
27545 @end smallexample
27546
27547 @node Using gnatdll
27548 @subsection Using @code{gnatdll}
27549 @findex gnatdll
27550
27551 @menu
27552 * gnatdll Example::
27553 * gnatdll behind the Scenes::
27554 * Using dlltool::
27555 @end menu
27556
27557 @noindent
27558 @code{gnatdll} is a tool to automate the DLL build process once all the Ada
27559 and non-Ada sources that make up your DLL have been compiled.
27560 @code{gnatdll} is actually in charge of two distinct tasks: build the
27561 static import library for the DLL and the actual DLL. The form of the
27562 @code{gnatdll} command is
27563
27564 @smallexample
27565 @cartouche
27566 @c $ gnatdll @ovar{switches} @var{list-of-files} @r{[}-largs @var{opts}@r{]}
27567 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
27568 $ gnatdll @r{[}@var{switches}@r{]} @var{list-of-files} @r{[}-largs @var{opts}@r{]}
27569 @end cartouche
27570 @end smallexample
27571
27572 @noindent
27573 where @var{list-of-files} is a list of ALI and object files. The object
27574 file list must be the exact list of objects corresponding to the non-Ada
27575 sources whose services are to be included in the DLL. The ALI file list
27576 must be the exact list of ALI files for the corresponding Ada sources
27577 whose services are to be included in the DLL. If @var{list-of-files} is
27578 missing, only the static import library is generated.
27579
27580 @noindent
27581 You may specify any of the following switches to @code{gnatdll}:
27582
27583 @table @code
27584 @c @item -a@ovar{address}
27585 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
27586 @item -a@r{[}@var{address}@r{]}
27587 @cindex @option{-a} (@code{gnatdll})
27588 Build a non-relocatable DLL at @var{address}. If @var{address} is not
27589 specified the default address @var{0x11000000} will be used. By default,
27590 when this switch is missing, @code{gnatdll} builds relocatable DLL. We
27591 advise the reader to build relocatable DLL.
27592
27593 @item -b @var{address}
27594 @cindex @option{-b} (@code{gnatdll})
27595 Set the relocatable DLL base address. By default the address is
27596 @code{0x11000000}.
27597
27598 @item -bargs @var{opts}
27599 @cindex @option{-bargs} (@code{gnatdll})
27600 Binder options. Pass @var{opts} to the binder.
27601
27602 @item -d @var{dllfile}
27603 @cindex @option{-d} (@code{gnatdll})
27604 @var{dllfile} is the name of the DLL. This switch must be present for
27605 @code{gnatdll} to do anything. The name of the generated import library is
27606 obtained algorithmically from @var{dllfile} as shown in the following
27607 example: if @var{dllfile} is @code{xyz.dll}, the import library name is
27608 @code{libxyz.dll.a}. The name of the definition file to use (if not specified
27609 by option @option{-e}) is obtained algorithmically from @var{dllfile}
27610 as shown in the following example:
27611 if @var{dllfile} is @code{xyz.dll}, the definition
27612 file used is @code{xyz.def}.
27613
27614 @item -e @var{deffile}
27615 @cindex @option{-e} (@code{gnatdll})
27616 @var{deffile} is the name of the definition file.
27617
27618 @item -g
27619 @cindex @option{-g} (@code{gnatdll})
27620 Generate debugging information. This information is stored in the object
27621 file and copied from there to the final DLL file by the linker,
27622 where it can be read by the debugger. You must use the
27623 @option{-g} switch if you plan on using the debugger or the symbolic
27624 stack traceback.
27625
27626 @item -h
27627 @cindex @option{-h} (@code{gnatdll})
27628 Help mode. Displays @code{gnatdll} switch usage information.
27629
27630 @item -Idir
27631 @cindex @option{-I} (@code{gnatdll})
27632 Direct @code{gnatdll} to search the @var{dir} directory for source and
27633 object files needed to build the DLL.
27634 (@pxref{Search Paths and the Run-Time Library (RTL)}).
27635
27636 @item -k
27637 @cindex @option{-k} (@code{gnatdll})
27638 Removes the @code{@@}@var{nn} suffix from the import library's exported
27639 names, but keeps them for the link names. You must specify this
27640 option if you want to use a @code{Stdcall} function in a DLL for which
27641 the @code{@@}@var{nn} suffix has been removed. This is the case for most
27642 of the Windows NT DLL for example. This option has no effect when
27643 @option{-n} option is specified.
27644
27645 @item -l @var{file}
27646 @cindex @option{-l} (@code{gnatdll})
27647 The list of ALI and object files used to build the DLL are listed in
27648 @var{file}, instead of being given in the command line. Each line in
27649 @var{file} contains the name of an ALI or object file.
27650
27651 @item -n
27652 @cindex @option{-n} (@code{gnatdll})
27653 No Import. Do not create the import library.
27654
27655 @item -q
27656 @cindex @option{-q} (@code{gnatdll})
27657 Quiet mode. Do not display unnecessary messages.
27658
27659 @item -v
27660 @cindex @option{-v} (@code{gnatdll})
27661 Verbose mode. Display extra information.
27662
27663 @item -largs @var{opts}
27664 @cindex @option{-largs} (@code{gnatdll})
27665 Linker options. Pass @var{opts} to the linker.
27666 @end table
27667
27668 @node gnatdll Example
27669 @subsubsection @code{gnatdll} Example
27670
27671 @noindent
27672 As an example the command to build a relocatable DLL from @file{api.adb}
27673 once @file{api.adb} has been compiled and @file{api.def} created is
27674
27675 @smallexample
27676 $ gnatdll -d api.dll api.ali
27677 @end smallexample
27678
27679 @noindent
27680 The above command creates two files: @file{libapi.dll.a} (the import
27681 library) and @file{api.dll} (the actual DLL). If you want to create
27682 only the DLL, just type:
27683
27684 @smallexample
27685 $ gnatdll -d api.dll -n api.ali
27686 @end smallexample
27687
27688 @noindent
27689 Alternatively if you want to create just the import library, type:
27690
27691 @smallexample
27692 $ gnatdll -d api.dll
27693 @end smallexample
27694
27695 @node gnatdll behind the Scenes
27696 @subsubsection @code{gnatdll} behind the Scenes
27697
27698 @noindent
27699 This section details the steps involved in creating a DLL. @code{gnatdll}
27700 does these steps for you. Unless you are interested in understanding what
27701 goes on behind the scenes, you should skip this section.
27702
27703 We use the previous example of a DLL containing the Ada package @code{API},
27704 to illustrate the steps necessary to build a DLL. The starting point is a
27705 set of objects that will make up the DLL and the corresponding ALI
27706 files. In the case of this example this means that @file{api.o} and
27707 @file{api.ali} are available. To build a relocatable DLL, @code{gnatdll} does
27708 the following:
27709
27710 @enumerate
27711 @item
27712 @code{gnatdll} builds the base file (@file{api.base}). A base file gives
27713 the information necessary to generate relocation information for the
27714 DLL.
27715
27716 @smallexample
27717 @group
27718 $ gnatbind -n api
27719 $ gnatlink api -o api.jnk -mdll -Wl,--base-file,api.base
27720 @end group
27721 @end smallexample
27722
27723 @noindent
27724 In addition to the base file, the @command{gnatlink} command generates an
27725 output file @file{api.jnk} which can be discarded. The @option{-mdll} switch
27726 asks @command{gnatlink} to generate the routines @code{DllMain} and
27727 @code{DllMainCRTStartup} that are called by the Windows loader when the DLL
27728 is loaded into memory.
27729
27730 @item
27731 @code{gnatdll} uses @code{dlltool} (@pxref{Using dlltool}) to build the
27732 export table (@file{api.exp}). The export table contains the relocation
27733 information in a form which can be used during the final link to ensure
27734 that the Windows loader is able to place the DLL anywhere in memory.
27735
27736 @smallexample
27737 @group
27738 $ dlltool --dllname api.dll --def api.def --base-file api.base \
27739           --output-exp api.exp
27740 @end group
27741 @end smallexample
27742
27743 @item
27744 @code{gnatdll} builds the base file using the new export table. Note that
27745 @command{gnatbind} must be called once again since the binder generated file
27746 has been deleted during the previous call to @command{gnatlink}.
27747
27748 @smallexample
27749 @group
27750 $ gnatbind -n api
27751 $ gnatlink api -o api.jnk api.exp -mdll
27752       -Wl,--base-file,api.base
27753 @end group
27754 @end smallexample
27755
27756 @item
27757 @code{gnatdll} builds the new export table using the new base file and
27758 generates the DLL import library @file{libAPI.dll.a}.
27759
27760 @smallexample
27761 @group
27762 $ dlltool --dllname api.dll --def api.def --base-file api.base \
27763           --output-exp api.exp --output-lib libAPI.a
27764 @end group
27765 @end smallexample
27766
27767 @item
27768 Finally @code{gnatdll} builds the relocatable DLL using the final export
27769 table.
27770
27771 @smallexample
27772 @group
27773 $ gnatbind -n api
27774 $ gnatlink api api.exp -o api.dll -mdll
27775 @end group
27776 @end smallexample
27777 @end enumerate
27778
27779 @node Using dlltool
27780 @subsubsection Using @code{dlltool}
27781
27782 @noindent
27783 @code{dlltool} is the low-level tool used by @code{gnatdll} to build
27784 DLLs and static import libraries. This section summarizes the most
27785 common @code{dlltool} switches. The form of the @code{dlltool} command
27786 is
27787
27788 @smallexample
27789 @c $ dlltool @ovar{switches}
27790 @c Expanding @ovar macro inline (explanation in macro def comments)
27791 $ dlltool @r{[}@var{switches}@r{]}
27792 @end smallexample
27793
27794 @noindent
27795 @code{dlltool} switches include:
27796
27797 @table @option
27798 @item --base-file @var{basefile}
27799 @cindex @option{--base-file} (@command{dlltool})
27800 Read the base file @var{basefile} generated by the linker. This switch
27801 is used to create a relocatable DLL.
27802
27803 @item --def @var{deffile}
27804 @cindex @option{--def} (@command{dlltool})
27805 Read the definition file.
27806
27807 @item --dllname @var{name}
27808 @cindex @option{--dllname} (@command{dlltool})
27809 Gives the name of the DLL. This switch is used to embed the name of the
27810 DLL in the static import library generated by @code{dlltool} with switch
27811 @option{--output-lib}.
27812
27813 @item -k
27814 @cindex @option{-k} (@command{dlltool})
27815 Kill @code{@@}@var{nn} from exported names
27816 (@pxref{Windows Calling Conventions}
27817 for a discussion about @code{Stdcall}-style symbols.
27818
27819 @item --help
27820 @cindex @option{--help} (@command{dlltool})
27821 Prints the @code{dlltool} switches with a concise description.
27822
27823 @item --output-exp @var{exportfile}
27824 @cindex @option{--output-exp} (@command{dlltool})
27825 Generate an export file @var{exportfile}. The export file contains the
27826 export table (list of symbols in the DLL) and is used to create the DLL.
27827
27828 @item --output-lib @var{libfile}
27829 @cindex @option{--output-lib} (@command{dlltool})
27830 Generate a static import library @var{libfile}.
27831
27832 @item -v
27833 @cindex @option{-v} (@command{dlltool})
27834 Verbose mode.
27835
27836 @item --as @var{assembler-name}
27837 @cindex @option{--as} (@command{dlltool})
27838 Use @var{assembler-name} as the assembler. The default is @code{as}.
27839 @end table
27840
27841 @node GNAT and Windows Resources
27842 @section GNAT and Windows Resources
27843 @cindex Resources, windows
27844
27845 @menu
27846 * Building Resources::
27847 * Compiling Resources::
27848 * Using Resources::
27849 @end menu
27850
27851 @noindent
27852 Resources are an easy way to add Windows specific objects to your
27853 application. The objects that can be added as resources include:
27854
27855 @itemize @bullet
27856 @item menus
27857
27858 @item accelerators
27859
27860 @item dialog boxes
27861
27862 @item string tables
27863
27864 @item bitmaps
27865
27866 @item cursors
27867
27868 @item icons
27869
27870 @item fonts
27871
27872 @item version information
27873 @end itemize
27874
27875 For example, a version information resource can be defined as follow and
27876 embedded into an executable or DLL:
27877
27878 A version information resource can be used to embed information into an
27879 executable or a DLL. These information can be viewed using the file properties
27880 from the Windows Explorer. Here is an example of a version information
27881 resource:
27882
27883 @smallexample
27884 @group
27885 1 VERSIONINFO
27886 FILEVERSION     1,0,0,0
27887 PRODUCTVERSION  1,0,0,0
27888 BEGIN
27889   BLOCK "StringFileInfo"
27890   BEGIN
27891     BLOCK "080904E4"
27892     BEGIN
27893       VALUE "CompanyName", "My Company Name"
27894       VALUE "FileDescription", "My application"
27895       VALUE "FileVersion", "1.0"
27896       VALUE "InternalName", "my_app"
27897       VALUE "LegalCopyright", "My Name"
27898       VALUE "OriginalFilename", "my_app.exe"
27899       VALUE "ProductName", "My App"
27900       VALUE "ProductVersion", "1.0"
27901     END
27902   END
27903
27904   BLOCK "VarFileInfo"
27905   BEGIN
27906     VALUE "Translation", 0x809, 1252
27907   END
27908 END
27909 @end group
27910 @end smallexample
27911
27912 The value @code{0809} (langID) is for the U.K English language and
27913 @code{04E4} (charsetID), which is equal to @code{1252} decimal, for
27914 multilingual.
27915
27916 @noindent
27917 This section explains how to build, compile and use resources. Note that this
27918 section does not cover all resource objects, for a complete description see
27919 the corresponding Microsoft documentation.
27920
27921 @node Building Resources
27922 @subsection Building Resources
27923 @cindex Resources, building
27924
27925 @noindent
27926 A resource file is an ASCII file. By convention resource files have an
27927 @file{.rc} extension.
27928 The easiest way to build a resource file is to use Microsoft tools
27929 such as @code{imagedit.exe} to build bitmaps, icons and cursors and
27930 @code{dlgedit.exe} to build dialogs.
27931 It is always possible to build an @file{.rc} file yourself by writing a
27932 resource script.
27933
27934 It is not our objective to explain how to write a resource file. A
27935 complete description of the resource script language can be found in the
27936 Microsoft documentation.
27937
27938 @node Compiling Resources
27939 @subsection Compiling Resources
27940 @findex rc
27941 @findex windres
27942 @cindex Resources, compiling
27943
27944 @noindent
27945 This section describes how to build a GNAT-compatible (COFF) object file
27946 containing the resources. This is done using the Resource Compiler
27947 @code{windres} as follows:
27948
27949 @smallexample
27950 $ windres -i myres.rc -o myres.o
27951 @end smallexample
27952
27953 @noindent
27954 By default @code{windres} will run @command{gcc} to preprocess the @file{.rc}
27955 file. You can specify an alternate preprocessor (usually named
27956 @file{cpp.exe}) using the @code{windres} @option{--preprocessor}
27957 parameter. A list of all possible options may be obtained by entering
27958 the command @code{windres} @option{--help}.
27959
27960 It is also possible to use the Microsoft resource compiler @code{rc.exe}
27961 to produce a @file{.res} file (binary resource file). See the
27962 corresponding Microsoft documentation for further details. In this case
27963 you need to use @code{windres} to translate the @file{.res} file to a
27964 GNAT-compatible object file as follows:
27965
27966 @smallexample
27967 $ windres -i myres.res -o myres.o
27968 @end smallexample
27969
27970 @node Using Resources
27971 @subsection Using Resources
27972 @cindex Resources, using
27973
27974 @noindent
27975 To include the resource file in your program just add the
27976 GNAT-compatible object file for the resource(s) to the linker
27977 arguments. With @command{gnatmake} this is done by using the @option{-largs}
27978 option:
27979
27980 @smallexample
27981 $ gnatmake myprog -largs myres.o
27982 @end smallexample
27983
27984 @node Debugging a DLL
27985 @section Debugging a DLL
27986 @cindex DLL debugging
27987
27988 @menu
27989 * Program and DLL Both Built with GCC/GNAT::
27990 * Program Built with Foreign Tools and DLL Built with GCC/GNAT::
27991 @end menu
27992
27993 @noindent
27994 Debugging a DLL is similar to debugging a standard program. But
27995 we have to deal with two different executable parts: the DLL and the
27996 program that uses it. We have the following four possibilities:
27997
27998 @enumerate 1
27999 @item
28000 The program and the DLL are built with @code{GCC/GNAT}.
28001 @item
28002 The program is built with foreign tools and the DLL is built with
28003 @code{GCC/GNAT}.
28004 @item
28005 The program is built with @code{GCC/GNAT} and the DLL is built with
28006 foreign tools.
28007 @end enumerate
28008
28009 @noindent
28010 In this section we address only cases one and two above.
28011 There is no point in trying to debug
28012 a DLL with @code{GNU/GDB}, if there is no GDB-compatible debugging
28013 information in it. To do so you must use a debugger compatible with the
28014 tools suite used to build the DLL.
28015
28016 @node Program and DLL Both Built with GCC/GNAT
28017 @subsection Program and DLL Both Built with GCC/GNAT
28018
28019 @noindent
28020 This is the simplest case. Both the DLL and the program have @code{GDB}
28021 compatible debugging information. It is then possible to break anywhere in
28022 the process. Let's suppose here that the main procedure is named
28023 @code{ada_main} and that in the DLL there is an entry point named
28024 @code{ada_dll}.
28025
28026 @noindent
28027 The DLL (@pxref{Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)}) and
28028 program must have been built with the debugging information (see GNAT -g
28029 switch). Here are the step-by-step instructions for debugging it:
28030
28031 @enumerate 1
28032 @item Launch @code{GDB} on the main program.
28033
28034 @smallexample
28035 $ gdb -nw ada_main
28036 @end smallexample
28037
28038 @item Start the program and stop at the beginning of the main procedure
28039
28040 @smallexample
28041 (gdb) start
28042 @end smallexample
28043
28044 @noindent
28045 This step is required to be able to set a breakpoint inside the DLL. As long
28046 as the program is not run, the DLL is not loaded. This has the
28047 consequence that the DLL debugging information is also not loaded, so it is not
28048 possible to set a breakpoint in the DLL.
28049
28050 @item Set a breakpoint inside the DLL
28051
28052 @smallexample
28053 (gdb) break ada_dll
28054 (gdb) cont
28055 @end smallexample
28056
28057 @end enumerate
28058
28059 @noindent
28060 At this stage a breakpoint is set inside the DLL. From there on
28061 you can use the standard approach to debug the whole program
28062 (@pxref{Running and Debugging Ada Programs}).
28063
28064 @ignore
28065 @c This used to work, probably because the DLLs were non-relocatable
28066 @c keep this section around until the problem is sorted out.
28067
28068 To break on the @code{DllMain} routine it is not possible to follow
28069 the procedure above. At the time the program stop on @code{ada_main}
28070 the @code{DllMain} routine as already been called. Either you can use
28071 the procedure below @pxref{Debugging the DLL Directly} or this procedure:
28072
28073 @enumerate 1
28074 @item Launch @code{GDB} on the main program.
28075
28076 @smallexample
28077 $ gdb ada_main
28078 @end smallexample
28079
28080 @item Load DLL symbols
28081
28082 @smallexample
28083 (gdb) add-sym api.dll
28084 @end smallexample
28085
28086 @item Set a breakpoint inside the DLL
28087
28088 @smallexample
28089 (gdb) break ada_dll.adb:45
28090 @end smallexample
28091
28092 Note that at this point it is not possible to break using the routine symbol
28093 directly as the program is not yet running. The solution is to break
28094 on the proper line (break in @file{ada_dll.adb} line 45).
28095
28096 @item Start the program
28097
28098 @smallexample
28099 (gdb) run
28100 @end smallexample
28101
28102 @end enumerate
28103 @end ignore
28104
28105 @node Program Built with Foreign Tools and DLL Built with GCC/GNAT
28106 @subsection Program Built with Foreign Tools and DLL Built with GCC/GNAT
28107
28108 @menu
28109 * Debugging the DLL Directly::
28110 * Attaching to a Running Process::
28111 @end menu
28112
28113 @noindent
28114 In this case things are slightly more complex because it is not possible to
28115 start the main program and then break at the beginning to load the DLL and the
28116 associated DLL debugging information. It is not possible to break at the
28117 beginning of the program because there is no @code{GDB} debugging information,
28118 and therefore there is no direct way of getting initial control. This
28119 section addresses this issue by describing some methods that can be used
28120 to break somewhere in the DLL to debug it.
28121
28122 @noindent
28123 First suppose that the main procedure is named @code{main} (this is for
28124 example some C code built with Microsoft Visual C) and that there is a
28125 DLL named @code{test.dll} containing an Ada entry point named
28126 @code{ada_dll}.
28127
28128 @noindent
28129 The DLL (@pxref{Introduction to Dynamic Link Libraries (DLLs)}) must have
28130 been built with debugging information (see GNAT -g option).
28131
28132 @node Debugging the DLL Directly
28133 @subsubsection Debugging the DLL Directly
28134
28135 @enumerate 1
28136 @item
28137 Find out the executable starting address
28138
28139 @smallexample
28140 $ objdump --file-header main.exe
28141 @end smallexample
28142
28143 The starting address is reported on the last line. For example:
28144
28145 @smallexample
28146 main.exe:     file format pei-i386
28147 architecture: i386, flags 0x0000010a:
28148 EXEC_P, HAS_DEBUG, D_PAGED
28149 start address 0x00401010
28150 @end smallexample
28151
28152 @item
28153 Launch the debugger on the executable.
28154
28155 @smallexample
28156 $ gdb main.exe
28157 @end smallexample
28158
28159 @item
28160 Set a breakpoint at the starting address, and launch the program.
28161
28162 @smallexample
28163 $ (gdb) break *0x00401010
28164 $ (gdb) run
28165 @end smallexample
28166
28167 The program will stop at the given address.
28168
28169 @item
28170 Set a breakpoint on a DLL subroutine.
28171
28172 @smallexample
28173 (gdb) break ada_dll.adb:45
28174 @end smallexample
28175
28176 Or if you want to break using a symbol on the DLL, you need first to
28177 select the Ada language (language used by the DLL).
28178
28179 @smallexample
28180 (gdb) set language ada
28181 (gdb) break ada_dll
28182 @end smallexample
28183
28184 @item
28185 Continue the program.
28186
28187 @smallexample
28188 (gdb) cont
28189 @end smallexample
28190
28191 @noindent
28192 This will run the program until it reaches the breakpoint that has been
28193 set. From that point you can use the standard way to debug a program
28194 as described in (@pxref{Running and Debugging Ada Programs}).
28195
28196 @end enumerate
28197
28198 @noindent
28199 It is also possible to debug the DLL by attaching to a running process.
28200
28201 @node Attaching to a Running Process
28202 @subsubsection Attaching to a Running Process
28203 @cindex DLL debugging, attach to process
28204
28205 @noindent
28206 With @code{GDB} it is always possible to debug a running process by
28207 attaching to it. It is possible to debug a DLL this way. The limitation
28208 of this approach is that the DLL must run long enough to perform the
28209 attach operation. It may be useful for instance to insert a time wasting
28210 loop in the code of the DLL to meet this criterion.
28211
28212 @enumerate 1
28213
28214 @item Launch the main program @file{main.exe}.
28215
28216 @smallexample
28217 $ main
28218 @end smallexample
28219
28220 @item Use the Windows @i{Task Manager} to find the process ID. Let's say
28221 that the process PID for @file{main.exe} is 208.
28222
28223 @item Launch gdb.
28224
28225 @smallexample
28226 $ gdb
28227 @end smallexample
28228
28229 @item Attach to the running process to be debugged.
28230
28231 @smallexample
28232 (gdb) attach 208
28233 @end smallexample
28234
28235 @item Load the process debugging information.
28236
28237 @smallexample
28238 (gdb) symbol-file main.exe
28239 @end smallexample
28240
28241 @item Break somewhere in the DLL.
28242
28243 @smallexample
28244 (gdb) break ada_dll
28245 @end smallexample
28246
28247 @item Continue process execution.
28248
28249 @smallexample
28250 (gdb) cont
28251 @end smallexample
28252
28253 @end enumerate
28254
28255 @noindent
28256 This last step will resume the process execution, and stop at
28257 the breakpoint we have set. From there you can use the standard
28258 approach to debug a program as described in
28259 (@pxref{Running and Debugging Ada Programs}).
28260
28261 @node Setting Stack Size from gnatlink
28262 @section Setting Stack Size from @command{gnatlink}
28263
28264 @noindent
28265 It is possible to specify the program stack size at link time. On modern
28266 versions of Windows, starting with XP, this is mostly useful to set the size of
28267 the main stack (environment task). The other task stacks are set with pragma
28268 Storage_Size or with the @command{gnatbind -d} command.
28269
28270 Since older versions of Windows (2000, NT4, etc.) do not allow setting the
28271 reserve size of individual tasks, the link-time stack size applies to all
28272 tasks, and pragma Storage_Size has no effect.
28273 In particular, Stack Overflow checks are made against this
28274 link-time specified size.
28275
28276 This setting can be done with
28277 @command{gnatlink} using either:
28278
28279 @itemize @bullet
28280
28281 @item using @option{-Xlinker} linker option
28282
28283 @smallexample
28284 $ gnatlink hello -Xlinker --stack=0x10000,0x1000
28285 @end smallexample
28286
28287 This sets the stack reserve size to 0x10000 bytes and the stack commit
28288 size to 0x1000 bytes.
28289
28290 @item using @option{-Wl} linker option
28291
28292 @smallexample
28293 $ gnatlink hello -Wl,--stack=0x1000000
28294 @end smallexample
28295
28296 This sets the stack reserve size to 0x1000000 bytes. Note that with
28297 @option{-Wl} option it is not possible to set the stack commit size
28298 because the coma is a separator for this option.
28299
28300 @end itemize
28301
28302 @node Setting Heap Size from gnatlink
28303 @section Setting Heap Size from @command{gnatlink}
28304
28305 @noindent
28306 Under Windows systems, it is possible to specify the program heap size from
28307 @command{gnatlink} using either:
28308
28309 @itemize @bullet
28310
28311 @item using @option{-Xlinker} linker option
28312
28313 @smallexample
28314 $ gnatlink hello -Xlinker --heap=0x10000,0x1000
28315 @end smallexample
28316
28317 This sets the heap reserve size to 0x10000 bytes and the heap commit
28318 size to 0x1000 bytes.
28319
28320 @item using @option{-Wl} linker option
28321
28322 @smallexample
28323 $ gnatlink hello -Wl,--heap=0x1000000
28324 @end smallexample
28325
28326 This sets the heap reserve size to 0x1000000 bytes. Note that with
28327 @option{-Wl} option it is not possible to set the heap commit size
28328 because the coma is a separator for this option.
28329
28330 @end itemize
28331
28332 @end ifset
28333
28334 @c **********************************
28335 @c * GNU Free Documentation License *
28336 @c **********************************
28337 @include fdl.texi
28338 @c GNU Free Documentation License
28339
28340 @node Index,,GNU Free Documentation License, Top
28341 @unnumbered Index
28342
28343 @printindex cp
28344
28345 @contents
28346 @c Put table of contents at end, otherwise it precedes the "title page" in
28347 @c the .txt version
28348 @c Edit the pdf file to move the contents to the beginning, after the title
28349 @c page
28350
28351 @bye