rename info files
[platform/upstream/gcc48.git] / gcc / doc / cpp.texi
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4 @setchapternewpage off
5 @c @smallbook
6 @c @cropmarks
7 @c @finalout
8
9 @include gcc-common.texi
10
11 @copying
12 @c man begin COPYRIGHT
13 Copyright @copyright{} 1987-2013 Free Software Foundation, Inc.
14
15 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
16 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
17 any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
18 the license is included in the
19 @c man end
20 section entitled ``GNU Free Documentation License''.
21 @ignore
22 @c man begin COPYRIGHT
23 man page gfdl(7).
24 @c man end
25 @end ignore
26
27 @c man begin COPYRIGHT
28 This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
29 (a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
30
31 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
32
33      A GNU Manual
34
35 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
36
37      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
38      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
39      funds for GNU development.
40 @c man end
41 @end copying
42
43 @c Create a separate index for command line options.
44 @defcodeindex op
45 @syncodeindex vr op
46
47 @c Used in cppopts.texi and cppenv.texi.
48 @set cppmanual
49
50 @ifinfo
51 @dircategory Software development
52 @direntry
53 * @value{fncpp}: (@value{fncpp}).                    The GNU C preprocessor.
54 @end direntry
55 @end ifinfo
56
57 @titlepage
58 @title The C Preprocessor
59 @versionsubtitle
60 @author Richard M. Stallman, Zachary Weinberg
61 @page
62 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
63 @c override it.
64 @vskip 0pt plus 1filll
65 @insertcopying
66 @end titlepage
67 @contents
68 @page
69
70 @ifnottex
71 @node Top
72 @top
73 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
74 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
75 useful on its own.
76
77 @menu
78 * Overview::
79 * Header Files::
80 * Macros::
81 * Conditionals::
82 * Diagnostics::
83 * Line Control::
84 * Pragmas::
85 * Other Directives::
86 * Preprocessor Output::
87 * Traditional Mode::
88 * Implementation Details::
89 * Invocation::
90 * Environment Variables::
91 * GNU Free Documentation License::
92 * Index of Directives::
93 * Option Index::
94 * Concept Index::
95
96 @detailmenu
97  --- The Detailed Node Listing ---
98
99 Overview
100
101 * Character sets::
102 * Initial processing::
103 * Tokenization::
104 * The preprocessing language::
105
106 Header Files
107
108 * Include Syntax::
109 * Include Operation::
110 * Search Path::
111 * Once-Only Headers::
112 * Alternatives to Wrapper #ifndef::
113 * Computed Includes::
114 * Wrapper Headers::
115 * System Headers::
116
117 Macros
118
119 * Object-like Macros::
120 * Function-like Macros::
121 * Macro Arguments::
122 * Stringification::
123 * Concatenation::
124 * Variadic Macros::
125 * Predefined Macros::
126 * Undefining and Redefining Macros::
127 * Directives Within Macro Arguments::
128 * Macro Pitfalls::
129
130 Predefined Macros
131
132 * Standard Predefined Macros::
133 * Common Predefined Macros::
134 * System-specific Predefined Macros::
135 * C++ Named Operators::
136
137 Macro Pitfalls
138
139 * Misnesting::
140 * Operator Precedence Problems::
141 * Swallowing the Semicolon::
142 * Duplication of Side Effects::
143 * Self-Referential Macros::
144 * Argument Prescan::
145 * Newlines in Arguments::
146
147 Conditionals
148
149 * Conditional Uses::
150 * Conditional Syntax::
151 * Deleted Code::
152
153 Conditional Syntax
154
155 * Ifdef::
156 * If::
157 * Defined::
158 * Else::
159 * Elif::
160
161 Implementation Details
162
163 * Implementation-defined behavior::
164 * Implementation limits::
165 * Obsolete Features::
166 * Differences from previous versions::
167
168 Obsolete Features
169
170 * Obsolete Features::
171
172 @end detailmenu
173 @end menu
174
175 @insertcopying
176 @end ifnottex
177
178 @node Overview
179 @chapter Overview
180 @c man begin DESCRIPTION
181 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
182 that is used automatically by the C compiler to transform your program
183 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
184 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
185 constructs.
186
187 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
188 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
189 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
190 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
191 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
192 preserving characteristics of the input which are not significant to
193 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
194 will be removed, and the Makefile will not work.
195
196 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
197 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
198 (Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional-cpp}
199 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
200 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
201 instead of native language comments, and keeping macros simple.
202
203 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
204 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
205 facilities.  Most high level programming languages have their own
206 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
207 try a true general text processor, such as GNU M4.
208
209 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
210 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
211 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
212 few things required by the standard.  These are features which are
213 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
214 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
215 you should use the @option{-std=c90}, @option{-std=c99} or
216 @option{-std=c11} options, depending
217 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
218 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
219
220 This manual describes the behavior of the ISO preprocessor.  To
221 minimize gratuitous differences, where the ISO preprocessor's
222 behavior does not conflict with traditional semantics, the
223 traditional preprocessor should behave the same way.  The various
224 differences that do exist are detailed in the section @ref{Traditional
225 Mode}.
226
227 For clarity, unless noted otherwise, references to @samp{CPP} in this
228 manual refer to GNU CPP@.
229 @c man end
230
231 @menu
232 * Character sets::
233 * Initial processing::
234 * Tokenization::
235 * The preprocessing language::
236 @end menu
237
238 @node Character sets
239 @section Character sets
240
241 Source code character set processing in C and related languages is
242 rather complicated.  The C standard discusses two character sets, but
243 there are really at least four.
244
245 The files input to CPP might be in any character set at all.  CPP's
246 very first action, before it even looks for line boundaries, is to
247 convert the file into the character set it uses for internal
248 processing.  That set is what the C standard calls the @dfn{source}
249 character set.  It must be isomorphic with ISO 10646, also known as
250 Unicode.  CPP uses the UTF-8 encoding of Unicode.
251
252 The character sets of the input files are specified using the
253 @option{-finput-charset=} option.
254
255 All preprocessing work (the subject of the rest of this manual) is
256 carried out in the source character set.  If you request textual
257 output from the preprocessor with the @option{-E} option, it will be
258 in UTF-8.
259
260 After preprocessing is complete, string and character constants are
261 converted again, into the @dfn{execution} character set.  This
262 character set is under control of the user; the default is UTF-8,
263 matching the source character set.  Wide string and character
264 constants have their own character set, which is not called out
265 specifically in the standard.  Again, it is under control of the user.
266 The default is UTF-16 or UTF-32, whichever fits in the target's
267 @code{wchar_t} type, in the target machine's byte
268 order.@footnote{UTF-16 does not meet the requirements of the C
269 standard for a wide character set, but the choice of 16-bit
270 @code{wchar_t} is enshrined in some system ABIs so we cannot fix
271 this.}  Octal and hexadecimal escape sequences do not undergo
272 conversion; @t{'\x12'} has the value 0x12 regardless of the currently
273 selected execution character set.  All other escapes are replaced by
274 the character in the source character set that they represent, then
275 converted to the execution character set, just like unescaped
276 characters.
277
278 Unless the experimental @option{-fextended-identifiers} option is used,
279 GCC does not permit the use of characters outside the ASCII range, nor
280 @samp{\u} and @samp{\U} escapes, in identifiers.  Even with that
281 option, characters outside the ASCII range can only be specified with
282 the @samp{\u} and @samp{\U} escapes, not used directly in identifiers.
283
284 @node Initial processing
285 @section Initial processing
286
287 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
288 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
289 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
290 transformation before the next one begins.  CPP actually does them
291 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
292 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
293 standard.
294
295 @enumerate
296 @item
297 @cindex line endings
298 The input file is read into memory and broken into lines.
299
300 Different systems use different conventions to indicate the end of a
301 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
302 LF}} and @kbd{CR} as end-of-line markers.  These are the canonical
303 sequences used by Unix, DOS and VMS, and the classic Mac OS (before
304 OSX) respectively.  You may therefore safely copy source code written
305 on any of those systems to a different one and use it without
306 conversion.  (GCC may lose track of the current line number if a file
307 doesn't consistently use one convention, as sometimes happens when it
308 is edited on computers with different conventions that share a network
309 file system.)
310
311 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
312 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
313 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
314 warning message.
315
316 @item
317 @cindex trigraphs
318 @anchor{trigraphs}If trigraphs are enabled, they are replaced by their
319 corresponding single characters.  By default GCC ignores trigraphs,
320 but if you request a strictly conforming mode with the @option{-std}
321 option, or you specify the @option{-trigraphs} option, then it
322 converts them.
323
324 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
325 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
326 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
327 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
328 constant for a newline.
329
330 Trigraphs are not popular and many compilers implement them
331 incorrectly.  Portable code should not rely on trigraphs being either
332 converted or ignored.  With @option{-Wtrigraphs} GCC will warn you
333 when a trigraph may change the meaning of your program if it were
334 converted.  @xref{Wtrigraphs}.
335
336 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks
337 from being confused with a trigraph by inserting a backslash between
338 the question marks, or by separating the string literal at the
339 trigraph and making use of string literal concatenation.  @t{"(??\?)"}
340 is the string @samp{(???)}, not @samp{(?]}.  Traditional C compilers
341 do not recognize these idioms.
342
343 The nine trigraphs and their replacements are
344
345 @smallexample
346 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
347 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
348 @end smallexample
349
350 @item
351 @cindex continued lines
352 @cindex backslash-newline
353 Continued lines are merged into one long line.
354
355 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
356 backslash is removed and the following line is joined with the current
357 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
358 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
359 only at white space.)
360
361 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
362 @dfn{backslash-newline}.
363
364 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
365 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
366 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
367 line, GCC will warn you about it.
368
369 @item
370 @cindex comments
371 @cindex line comments
372 @cindex block comments
373 All comments are replaced with single spaces.
374
375 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
376 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
377 nest:
378
379 @smallexample
380 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
381 @end smallexample
382
383 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
384 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
385 because they would end in the same place anyway.
386
387 @smallexample
388 // @r{this is} // @r{one comment}
389 @r{text outside comment}
390 @end smallexample
391 @end enumerate
392
393 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
394
395 @smallexample
396 @group
397 /* @r{block comment}
398    // @r{contains line comment}
399    @r{yet more comment}
400  */ @r{outside comment}
401
402 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
403 @end group
404 @end smallexample
405
406 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
407 comment.
408
409 @smallexample
410 @group
411  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
412     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
413 @end group
414 @end smallexample
415
416 Comments are not recognized within string literals.
417 @t{@w{"/* blah */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not
418 an empty string.
419
420 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
421 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
422 of the C standard, they are an official part of the language.
423
424 Since these transformations happen before all other processing, you can
425 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
426 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
427 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
428 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
429 For example:
430
431 @smallexample
432 @group
433 /\
434 *
435 */ # /*
436 */ defi\
437 ne FO\
438 O 10\
439 20
440 @end group
441 @end smallexample
442
443 @noindent
444 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
445 extremely confusing and should not be used in code intended to be
446 readable.
447
448 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
449 interpreted as a backslash-newline.  This cannot affect any correct
450 program, however.
451
452 @node Tokenization
453 @section Tokenization
454
455 @cindex tokens
456 @cindex preprocessing tokens
457 After the textual transformations are finished, the input file is
458 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
459 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
460 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
461 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
462 but it is often necessary to avoid ambiguities.
463
464 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
465 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
466 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
467 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
468 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
469 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
470 could not.
471
472 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
473 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
474 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
475
476 @smallexample
477 @group
478 #define foo() bar
479 foo()baz
480      @expansion{} bar baz
481 @emph{not}
482      @expansion{} barbaz
483 @end group
484 @end smallexample
485
486 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
487 preprocessing token becomes one compiler token.
488
489 @cindex identifiers
490 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
491 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
492 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
493 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
494 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
495 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
496 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
497 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
498
499 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
500 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
501 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
502
503 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
504 part of the ``basic source character set'', at the implementation's
505 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
506 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
507 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  The implementation of this
508 feature in GCC is experimental; such characters are only accepted in
509 the @samp{\u} and @samp{\U} forms and only if
510 @option{-fextended-identifiers} is used.
511
512 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
513 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
514 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
515 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
516 option.  @xref{Invocation}.
517
518 @cindex numbers
519 @cindex preprocessing numbers
520 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
521 category includes all the normal integer and floating point constants
522 one expects of C, but also a number of other things one might not
523 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
524 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
525 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
526 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
527 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
528 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
529 to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
530
531 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
532 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
533 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
534 which is complicated.  The definition also permits you to split an
535 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
536 pasted back together with the @samp{##} operator.
537
538 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
539 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
540 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
541 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
542 might have intended.
543
544 @cindex string literals
545 @cindex string constants
546 @cindex character constants
547 @cindex header file names
548 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
549 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
550 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
551 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
552 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
553 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
554 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
555 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
556 the length of a character constant, but the value of a character
557 constant that contains more than one character is
558 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
559
560 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
561 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
562 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
563 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
564 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
565 Operation}.
566
567 No string literal may extend past the end of a line.  Older versions
568 of GCC accepted multi-line string constants.  You may use continued
569 lines instead, or string constant concatenation.  @xref{Differences
570 from previous versions}.
571
572 @cindex punctuators
573 @cindex digraphs
574 @cindex alternative tokens
575 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
576 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
577 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
578 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
579 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
580 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
581 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
582 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
583 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
584 their corresponding normal punctuators are:
585
586 @smallexample
587 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
588 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
589 @end smallexample
590
591 @cindex other tokens
592 Any other single character is considered ``other''.  It is passed on to
593 the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
594 certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
595 only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
596 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
597 normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
598 (numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
599 implementation.  This will change when proper support for international
600 character sets is added to GCC@.
601
602 NUL is a special case because of the high probability that its
603 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
604 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
605 silently ignored, just as any other character would be.  In running
606 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
607 have the same meaning.
608
609 @smallexample
610 #define X^@@1
611 #define X 1
612 @end smallexample
613
614 @noindent
615 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
616 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
617 warning message.
618
619 @node The preprocessing language
620 @section The preprocessing language
621 @cindex directives
622 @cindex preprocessing directives
623 @cindex directive line
624 @cindex directive name
625
626 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
627 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
628 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
629 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
630 what most people think of as the preprocessor's job.
631
632 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
633 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
634
635 @itemize @bullet
636 @item
637 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
638 substituted into your program.
639
640 @item
641 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
642 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
643 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
644 automatically defined for you.
645
646 @item
647 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
648 program according to various conditions.
649
650 @item
651 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
652 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
653 control to inform the compiler where each source line originally came
654 from.
655
656 @item
657 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
658 or warnings.
659 @end itemize
660
661 There are a few more, less useful, features.
662
663 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
664 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
665 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
666 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
667 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
668 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
669 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
670 the directive that defines a macro.
671
672 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
673 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
674 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
675 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
676
677 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
678 preprocessing directives.
679
680 Some directives require arguments; these make up the rest of the
681 directive line and must be separated from the directive name by
682 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
683 name and the intended expansion of the macro.
684
685 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
686 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
687 which extends past the end of the line.  In either case, when the
688 directive is processed, the continuations have already been merged with
689 the first line to make one long line.
690
691 @node Header Files
692 @chapter Header Files
693
694 @cindex header file
695 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
696 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
697 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
698 C preprocessing directive @samp{#include}.
699
700 Header files serve two purposes.
701
702 @itemize @bullet
703 @item
704 @cindex system header files
705 System header files declare the interfaces to parts of the operating
706 system.  You include them in your program to supply the definitions and
707 declarations you need to invoke system calls and libraries.
708
709 @item
710 Your own header files contain declarations for interfaces between the
711 source files of your program.  Each time you have a group of related
712 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
713 several different source files, it is a good idea to create a header
714 file for them.
715 @end itemize
716
717 Including a header file produces the same results as copying the header
718 file into each source file that needs it.  Such copying would be
719 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
720 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
721 can be changed in one place, and programs that include the header file
722 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
723 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
724 as the risk that a failure to find one copy will result in
725 inconsistencies within a program.
726
727 In C, the usual convention is to give header files names that end with
728 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
729 underscores in header file names, and at most one dot.
730
731 @menu
732 * Include Syntax::
733 * Include Operation::
734 * Search Path::
735 * Once-Only Headers::
736 * Alternatives to Wrapper #ifndef::
737 * Computed Includes::
738 * Wrapper Headers::
739 * System Headers::
740 @end menu
741
742 @node Include Syntax
743 @section Include Syntax
744
745 @findex #include
746 Both user and system header files are included using the preprocessing
747 directive @samp{#include}.  It has two variants:
748
749 @table @code
750 @item #include <@var{file}>
751 This variant is used for system header files.  It searches for a file
752 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
753 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
754
755 @item #include "@var{file}"
756 This variant is used for header files of your own program.  It
757 searches for a file named @var{file} first in the directory containing
758 the current file, then in the quote directories and then the same
759 directories used for @code{<@var{file}>}.  You can prepend directories
760 to the list of quote directories with the @option{-iquote} option.
761 @end table
762
763 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
764 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
765 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
766 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
767
768 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
769 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
770 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
771 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
772 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
773 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
774 to use only @samp{/}.)
775
776 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
777 after the file name.
778
779 @node Include Operation
780 @section Include Operation
781
782 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
783 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
784 current file.  The output from the preprocessor contains the output
785 already generated, followed by the output resulting from the included
786 file, followed by the output that comes from the text after the
787 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
788 @file{header.h} as follows,
789
790 @smallexample
791 char *test (void);
792 @end smallexample
793
794 @noindent
795 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
796 like this,
797
798 @smallexample
799 int x;
800 #include "header.h"
801
802 int
803 main (void)
804 @{
805   puts (test ());
806 @}
807 @end smallexample
808
809 @noindent
810 the compiler will see the same token stream as it would if
811 @file{program.c} read
812
813 @smallexample
814 int x;
815 char *test (void);
816
817 int
818 main (void)
819 @{
820   puts (test ());
821 @}
822 @end smallexample
823
824 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
825 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
826 included from another file.  The include file could even contain the
827 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
828 the end of a statement that was started in the including file.  However,
829 an included file must consist of complete tokens.  Comments and string
830 literals which have not been closed by the end of an included file are
831 invalid.  For error recovery, they are considered to end at the end of
832 the file.
833
834 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
835 syntactic units---function declarations or definitions, type
836 declarations, etc.
837
838 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
839 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
840 final newline.
841
842 @node Search Path
843 @section Search Path
844
845 GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
846 system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
847 requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
848
849 @smallexample
850 /usr/local/include
851 @var{libdir}/gcc/@var{target}/@var{version}/include
852 /usr/@var{target}/include
853 /usr/include
854 @end smallexample
855
856 For C++ programs, it will also look in
857 @file{@var{libdir}/../include/c++/@var{version}},
858 first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
859 GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
860 the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
861 version of GCC in use.
862
863 You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command line
864 option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
865 left-to-right order, @emph{before} the default directories.  The only
866 exception is when @file{dir} is already searched by default.  In
867 this case, the option is ignored and the search order for system
868 directories remains unchanged.
869
870 Duplicate directories are removed from the quote and bracket search
871 chains before the two chains are merged to make the final search chain.
872 Thus, it is possible for a directory to occur twice in the final search
873 chain if it was specified in both the quote and bracket chains.
874
875 You can prevent GCC from searching any of the default directories with
876 the @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
877 operating system kernel or some other program that does not use the
878 standard C library facilities, or the standard C library itself.
879 @option{-I} options are not ignored as described above when
880 @option{-nostdinc} is in effect.
881
882 GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
883 first in the directory containing the current file, then in the
884 directories as specified by @option{-iquote} options, then in the same
885 places it would have looked for a header requested with angle
886 brackets.  For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
887 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
888 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
889
890 @samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
891 directory containing the current file.
892
893 You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
894 This has two effects.  First, directories appearing before the
895 @option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
896 quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
897 headers.  Second, the directory containing the current file is not
898 searched for anything, unless it happens to be one of the directories
899 named by an @option{-I} switch.  @option{-I-} is deprecated, @option{-iquote}
900 should be used instead.
901
902 @option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
903 not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
904 includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
905 compiler's current working directory for header files.  That may or may
906 not be the same as the directory containing the current file.
907
908 If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
909 @option{-I./-}.
910
911 There are several more ways to adjust the header search path.  They are
912 generally less useful.  @xref{Invocation}.
913
914 @node Once-Only Headers
915 @section Once-Only Headers
916 @cindex repeated inclusion
917 @cindex including just once
918 @cindex wrapper @code{#ifndef}
919
920 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
921 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
922 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
923 it will certainly waste time.
924
925 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
926 of the file in a conditional, like this:
927
928 @smallexample
929 @group
930 /* File foo.  */
931 #ifndef FILE_FOO_SEEN
932 #define FILE_FOO_SEEN
933
934 @var{the entire file}
935
936 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
937 @end group
938 @end smallexample
939
940 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
941 When the header is included again, the conditional will be false,
942 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
943 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
944 twice.
945
946 CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
947 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
948 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
949 not bother to rescan the file at all.
950
951 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
952 this optimization.
953
954 @cindex controlling macro
955 @cindex guard macro
956 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
957 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
958 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
959 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
960 file, the macro name should contain the name of the file and some
961 additional text, to avoid conflicts with other header files.
962
963 @node Alternatives to Wrapper #ifndef
964 @section Alternatives to Wrapper #ifndef
965
966 CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
967 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef}
968 and we recommend you do not use them in new programs, with the caveat
969 that @samp{#import} is standard practice in Objective-C.
970
971 @findex #import
972 CPP supports a variant of @samp{#include} called @samp{#import} which
973 includes a file, but does so at most once.  If you use @samp{#import}
974 instead of @samp{#include}, then you don't need the conditionals
975 inside the header file to prevent multiple inclusion of the contents.
976 @samp{#import} is standard in Objective-C, but is considered a
977 deprecated extension in C and C++.
978
979 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
980 a header file to know that it should only be included once.  It is much
981 better for the header file's implementor to write the file so that users
982 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
983 this goal.
984
985 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
986 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
987 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
988 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
989
990 Another way to prevent a header file from being included more than once
991 is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
992 seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
993 matter what.
994
995 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
996 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
997 in a portable program.
998
999 @node Computed Includes
1000 @section Computed Includes
1001 @cindex computed includes
1002 @cindex macros in include
1003
1004 Sometimes it is necessary to select one of several different header
1005 files to be included into your program.  They might specify
1006 configuration parameters to be used on different sorts of operating
1007 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
1008
1009 @smallexample
1010 #if SYSTEM_1
1011 # include "system_1.h"
1012 #elif SYSTEM_2
1013 # include "system_2.h"
1014 #elif SYSTEM_3
1015 @dots{}
1016 #endif
1017 @end smallexample
1018
1019 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
1020 ability to use a macro for the header name.  This is called a
1021 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
1022 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
1023
1024 @smallexample
1025 #define SYSTEM_H "system_1.h"
1026 @dots{}
1027 #include SYSTEM_H
1028 @end smallexample
1029
1030 @noindent
1031 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
1032 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
1033 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
1034 @option{-D} option.
1035
1036 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
1037 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
1038 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
1039 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
1040 if you use double-quote includes, which are close enough to string
1041 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
1042
1043 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
1044 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
1045 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
1046 like running text would be.
1047
1048 If the line expands to a single string constant, the contents of that
1049 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
1050 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
1051 escapes in the string.  Therefore
1052
1053 @smallexample
1054 #define HEADER "a\"b"
1055 #include HEADER
1056 @end smallexample
1057
1058 @noindent
1059 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
1060 to the rules for double-quoted includes.
1061
1062 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
1063 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
1064 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
1065 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
1066 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
1067 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
1068 according to the rules for angle-bracket includes.
1069
1070 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
1071 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
1072 if the result of expansion does not match either of the two expected
1073 forms.
1074
1075 These rules are implementation-defined behavior according to the C
1076 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
1077 computed includes differently, we recommend you use only a single
1078 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
1079 minimize confusion for people reading your program.
1080
1081 @node Wrapper Headers
1082 @section Wrapper Headers
1083 @cindex wrapper headers
1084 @cindex overriding a header file
1085 @findex #include_next
1086
1087 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
1088 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
1089 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
1090 a new header file with the same name and insert it in the search path
1091 before the original header.  That works fine as long as you're willing
1092 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1093 the old header from the new one?
1094
1095 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1096 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1097 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1098 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1099
1100 You could include the old header with an absolute pathname:
1101 @smallexample
1102 #include "/usr/include/old-header.h"
1103 @end smallexample
1104 @noindent
1105 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1106 would have to edit the new headers to match.
1107
1108 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1109 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1110 @emph{next} file with this name''.  This directive works like
1111 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1112 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1113 in which the current file was found.
1114
1115 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1116 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1117 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1118 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1119 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1120 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1121
1122 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1123 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1124 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1125 file named, starting with the directory in the search path after the one
1126 where the current file was found.
1127
1128 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1129 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1130 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1131 program; it should be used only to make global corrections along the
1132 lines of @command{fixincludes}.
1133
1134 @node System Headers
1135 @section System Headers
1136 @cindex system header files
1137
1138 The header files declaring interfaces to the operating system and
1139 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1140 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1141 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1142 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1143 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1144 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1145 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1146 because of code in macros defined in system headers.
1147
1148 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1149 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1150 There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
1151
1152 The @option{-isystem} command line option adds its argument to the list of
1153 directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
1154 found in that directory will be considered system headers.
1155
1156 All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
1157 directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
1158 command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
1159 @option{-isystem}, the @option{-I} option is ignored.  GCC provides an
1160 informative message when this occurs if @option{-v} is used.
1161
1162 @findex #pragma GCC system_header
1163 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1164 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1165 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1166 @samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
1167 system_header}} has no effect in the primary source file.
1168
1169 On very old systems, some of the pre-defined system header directories
1170 get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
1171 found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
1172 block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
1173 or from the command line.
1174
1175 @node Macros
1176 @chapter Macros
1177
1178 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1179 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1180 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1181 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1182 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1183
1184 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1185 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1186 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1187 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1188 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1189 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1190 macros when you are compiling C++.
1191
1192 @menu
1193 * Object-like Macros::
1194 * Function-like Macros::
1195 * Macro Arguments::
1196 * Stringification::
1197 * Concatenation::
1198 * Variadic Macros::
1199 * Predefined Macros::
1200 * Undefining and Redefining Macros::
1201 * Directives Within Macro Arguments::
1202 * Macro Pitfalls::
1203 @end menu
1204
1205 @node Object-like Macros
1206 @section Object-like Macros
1207 @cindex object-like macro
1208 @cindex symbolic constants
1209 @cindex manifest constants
1210
1211 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1212 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1213 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1214 symbolic names to numeric constants.
1215
1216 @findex #define
1217 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1218 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1219 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1220 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1221
1222 @smallexample
1223 #define BUFFER_SIZE 1024
1224 @end smallexample
1225
1226 @noindent
1227 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1228 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1229 there comes a C statement of the form
1230
1231 @smallexample
1232 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1233 @end smallexample
1234
1235 @noindent
1236 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1237 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1238 if you had written
1239
1240 @smallexample
1241 foo = (char *) malloc (1024);
1242 @end smallexample
1243
1244 By convention, macro names are written in uppercase.  Programs are
1245 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1246 macros.
1247
1248 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1249 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1250 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1251 come out on one line.  For example,
1252
1253 @smallexample
1254 #define NUMBERS 1, \
1255                 2, \
1256                 3
1257 int x[] = @{ NUMBERS @};
1258      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1259 @end smallexample
1260
1261 @noindent
1262 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1263 in error messages.
1264
1265 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1266 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1267 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1268 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1269
1270 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1271 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1272 to the C preprocessor
1273
1274 @smallexample
1275 foo = X;
1276 #define X 4
1277 bar = X;
1278 @end smallexample
1279
1280 @noindent
1281 produces
1282
1283 @smallexample
1284 foo = X;
1285 bar = 4;
1286 @end smallexample
1287
1288 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1289 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1290 macros to expand.  For example,
1291
1292 @smallexample
1293 @group
1294 #define TABLESIZE BUFSIZE
1295 #define BUFSIZE 1024
1296 TABLESIZE
1297      @expansion{} BUFSIZE
1298      @expansion{} 1024
1299 @end group
1300 @end smallexample
1301
1302 @noindent
1303 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1304 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1305
1306 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1307 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1308 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1309 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1310 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1311 more macro names.
1312
1313 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1314 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1315 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1316 currently in effect:
1317
1318 @smallexample
1319 #define BUFSIZE 1020
1320 #define TABLESIZE BUFSIZE
1321 #undef BUFSIZE
1322 #define BUFSIZE 37
1323 @end smallexample
1324
1325 @noindent
1326 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1327
1328 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1329 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1330 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1331 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1332
1333 @node Function-like Macros
1334 @section Function-like Macros
1335 @cindex function-like macros
1336
1337 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1338 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1339 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1340 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1341
1342 @smallexample
1343 #define lang_init()  c_init()
1344 lang_init()
1345      @expansion{} c_init()
1346 @end smallexample
1347
1348 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1349 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1350 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1351 name, and you wish to use the function sometimes.
1352
1353 @smallexample
1354 extern void foo(void);
1355 #define foo() /* @r{optimized inline version} */
1356 @dots{}
1357   foo();
1358   funcptr = foo;
1359 @end smallexample
1360
1361 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1362 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1363 be expanded, it would cause a syntax error.
1364
1365 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1366 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1367 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1368 parentheses.
1369
1370 @smallexample
1371 #define lang_init ()    c_init()
1372 lang_init()
1373      @expansion{} () c_init()()
1374 @end smallexample
1375
1376 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1377 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1378 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1379 consume those parentheses.
1380
1381 @node Macro Arguments
1382 @section Macro Arguments
1383 @cindex arguments
1384 @cindex macros with arguments
1385 @cindex arguments in macro definitions
1386
1387 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1388 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1389 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1390 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1391 separated by commas and optionally whitespace.
1392
1393 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1394 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1395 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1396 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1397 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1398 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1399 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1400 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1401 macro body.)
1402
1403 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1404 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1405
1406 @smallexample
1407 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1408   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1409   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1410   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1411 @end smallexample
1412
1413 @noindent
1414 (In this small example you can already see several of the dangers of
1415 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1416
1417 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1418 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1419 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1420 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1421 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1422 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1423
1424 @smallexample
1425 macro (array[x = y, x + 1])
1426 @end smallexample
1427
1428 @noindent
1429 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1430 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1431 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1432 code.
1433
1434 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1435 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1436 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1437 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1438 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1439 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1440 Prescan}, for detailed discussion.
1441
1442 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1443
1444 @smallexample
1445   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1446 @end smallexample
1447
1448 @noindent
1449 and then to
1450
1451 @smallexample
1452 @group
1453 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1454  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1455  : (c))
1456 @end group
1457 @end smallexample
1458
1459 @noindent
1460 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1461
1462 @cindex empty macro arguments
1463 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1464 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1465 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1466 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1467 Here are some silly examples using @code{min}:
1468
1469 @smallexample
1470 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1471 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1472 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1473 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1474
1475 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1476 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1477 @end smallexample
1478
1479 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1480 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1481 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1482 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1483 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1484 empty argument was required.
1485
1486 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1487 their corresponding actual arguments.
1488
1489 @smallexample
1490 #define foo(x) x, "x"
1491 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1492 @end smallexample
1493
1494 @node Stringification
1495 @section Stringification
1496 @cindex stringification
1497 @cindex @samp{#} operator
1498
1499 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1500 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1501 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1502 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1503 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1504 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1505 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
1506
1507 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1508 stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1509 string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
1510 replace the stringified arguments with string constants.  The C
1511 compiler will then combine all the adjacent string constants into one
1512 long string.
1513
1514 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1515
1516 @smallexample
1517 @group
1518 #define WARN_IF(EXP) \
1519 do @{ if (EXP) \
1520         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1521 while (0)
1522 WARN_IF (x == 0);
1523      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1524            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1525 @end group
1526 @end smallexample
1527
1528 @noindent
1529 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1530 @code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1531 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1532 @code{if} statement, but not in the string.
1533
1534 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1535 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1536 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1537 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1538
1539 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1540 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1541 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1542 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1543 proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1544 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1545 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1546 stringifies to @t{"\n"}.
1547
1548 All leading and trailing whitespace in text being stringified is
1549 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1550 converted to a single space in the stringified result.  Comments are
1551 replaced by whitespace long before stringification happens, so they
1552 never appear in stringified text.
1553
1554 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1555
1556 If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
1557 you have to use two levels of macros.
1558
1559 @smallexample
1560 #define xstr(s) str(s)
1561 #define str(s) #s
1562 #define foo 4
1563 str (foo)
1564      @expansion{} "foo"
1565 xstr (foo)
1566      @expansion{} xstr (4)
1567      @expansion{} str (4)
1568      @expansion{} "4"
1569 @end smallexample
1570
1571 @code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
1572 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1573 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1574 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1575 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1576
1577 @node Concatenation
1578 @section Concatenation
1579 @cindex concatenation
1580 @cindex token pasting
1581 @cindex token concatenation
1582 @cindex @samp{##} operator
1583
1584 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1585 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1586 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1587 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1588 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1589 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1590 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1591 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1592 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1593 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1594 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1595 token pasting.
1596
1597 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1598 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1599 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1600 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1601 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1602 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1603 simply remove the @samp{##}.
1604
1605 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1606 but you could just as well write them as one token in the first place.
1607 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1608 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1609 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1610 executes.  As with stringification, the actual argument is not
1611 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1612 effect.
1613
1614 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1615 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1616 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1617 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1618 comments, and you can put comments in arguments that will be
1619 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1620 end of a macro body.
1621
1622 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1623 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1624 as follows:
1625
1626 @smallexample
1627 @group
1628 struct command
1629 @{
1630   char *name;
1631   void (*function) (void);
1632 @};
1633 @end group
1634
1635 @group
1636 struct command commands[] =
1637 @{
1638   @{ "quit", quit_command @},
1639   @{ "help", help_command @},
1640   @dots{}
1641 @};
1642 @end group
1643 @end smallexample
1644
1645 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1646 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1647 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1648 constant can be created with stringification, and the function name by
1649 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1650
1651 @smallexample
1652 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1653
1654 struct command commands[] =
1655 @{
1656   COMMAND (quit),
1657   COMMAND (help),
1658   @dots{}
1659 @};
1660 @end smallexample
1661
1662 @node Variadic Macros
1663 @section Variadic Macros
1664 @cindex variable number of arguments
1665 @cindex macros with variable arguments
1666 @cindex variadic macros
1667
1668 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1669 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1670 a function.  Here is an example:
1671
1672 @smallexample
1673 #define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1674 @end smallexample
1675
1676 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1677 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1678 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1679 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1680 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1681 have this expansion:
1682
1683 @smallexample
1684 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1685      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1686 @end smallexample
1687
1688 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1689 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1690 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
1691 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1692 below for an important special case for @samp{##}.)
1693
1694 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1695 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  CPP permits
1696 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1697 before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
1698 The @code{eprintf} macro above could be written
1699
1700 @smallexample
1701 #define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
1702 @end smallexample
1703
1704 @noindent
1705 using this extension.  You cannot use @code{@w{__VA_ARGS__}} and this
1706 extension in the same macro.
1707
1708 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1709 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1710
1711 @smallexample
1712 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1713 @end smallexample
1714
1715 @noindent
1716 This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
1717 flexible: you must now supply at least one argument after the format
1718 string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
1719 argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
1720 variable argument empty, you will get a syntax error, because
1721 there will be an extra comma after the format string.
1722
1723 @smallexample
1724 eprintf("success!\n", );
1725      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1726 @end smallexample
1727
1728 GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
1729 you are allowed to leave the variable argument out entirely:
1730
1731 @smallexample
1732 eprintf ("success!\n")
1733      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1734 @end smallexample
1735
1736 @noindent
1737 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1738 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1739
1740 @smallexample
1741 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1742 @end smallexample
1743
1744 @noindent
1745 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1746 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1747 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1748 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1749
1750 @smallexample
1751 eprintf ("success!\n")
1752      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1753 @end smallexample
1754
1755 @noindent
1756 The above explanation is ambiguous about the case where the only macro
1757 parameter is a variable arguments parameter, as it is meaningless to
1758 try to distinguish whether no argument at all is an empty argument or
1759 a missing argument.  In this case the C99 standard is clear that the
1760 comma must remain, however the existing GCC extension used to swallow
1761 the comma.  So CPP retains the comma when conforming to a specific C
1762 standard, and drops it otherwise.
1763
1764 C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1765 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1766 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1767 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1768 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1769 purpose.
1770
1771 Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
1772 for a long time, but only with a named variable argument
1773 (@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
1774 concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
1775 only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
1776 with portability to other conforming implementations of C99, you should
1777 use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
1778
1779 Previous versions of CPP implemented the comma-deletion extension
1780 much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
1781 the differences from C99.  To get the same effect with both this and
1782 previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
1783 be a comma, and there must be white space between that comma and
1784 whatever comes immediately before it:
1785
1786 @smallexample
1787 #define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
1788 @end smallexample
1789
1790 @noindent
1791 @xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
1792
1793 @node Predefined Macros
1794 @section Predefined Macros
1795
1796 @cindex predefined macros
1797 Several object-like macros are predefined; you use them without
1798 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1799 common, and system-specific.
1800
1801 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1802 predefined macros, but you cannot undefine them.
1803
1804 @menu
1805 * Standard Predefined Macros::
1806 * Common Predefined Macros::
1807 * System-specific Predefined Macros::
1808 * C++ Named Operators::
1809 @end menu
1810
1811 @node Standard Predefined Macros
1812 @subsection Standard Predefined Macros
1813 @cindex standard predefined macros.
1814
1815 The standard predefined macros are specified by the relevant
1816 language standards, so they are available with all compilers that
1817 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1818 them.  Their names all start with double underscores.
1819
1820 @table @code
1821 @item __FILE__
1822 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1823 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1824 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1825 input file name argument.  For example,
1826 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1827 macro.
1828
1829 @item __LINE__
1830 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1831 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1832 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1833 new line of source code.
1834 @end table
1835
1836 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1837 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1838 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1839 example,
1840
1841 @smallexample
1842 fprintf (stderr, "Internal error: "
1843                  "negative string length "
1844                  "%d at %s, line %d.",
1845          length, __FILE__, __LINE__);
1846 @end smallexample
1847
1848 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1849 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1850 that file, when processing resumes on the input file that contained
1851 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1852 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1853 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1854 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1855
1856 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1857 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1858
1859 C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1860 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1861 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1862 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1863 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1864 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1865
1866 @table @code
1867
1868 @item __DATE__
1869 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1870 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1871 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1872 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1873
1874 If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
1875 (once per compilation) and @code{__DATE__} will expand to
1876 @code{@w{"??? ?? ????"}}.
1877
1878 @item __TIME__
1879 This macro expands to a string constant that describes the time at
1880 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1881 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1882
1883 If GCC cannot determine the current time, it will emit a warning message
1884 (once per compilation) and @code{__TIME__} will expand to
1885 @code{"??:??:??"}.
1886
1887 @item __STDC__
1888 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1889 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1890 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1891 preprocessor always conforms to the standard unless the
1892 @option{-traditional-cpp} option is used.
1893
1894 This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is used.
1895
1896 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1897 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1898 conformance to the C Standard.  CPP follows the host convention when
1899 processing system header files, but when processing user files
1900 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1901 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1902 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  @xref{Invocation}.
1903
1904 @item __STDC_VERSION__
1905 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1906 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1907 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1908 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1909 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1910 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1911
1912 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1913 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1914 the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
1915 not yet complete.
1916
1917 This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is
1918 used, nor when compiling C++ or Objective-C@.
1919
1920 @item __STDC_HOSTED__
1921 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1922 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1923 facilities of the standard C library available.
1924
1925 @item __cplusplus
1926 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1927 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1928 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1929 that it expands to a version number.  A fully conforming implementation
1930 of the 1998 C++ standard will define this macro to @code{199711L}.  The
1931 GNU C++ compiler is not yet fully conforming, so it uses @code{1}
1932 instead.  It is hoped to complete the implementation of standard C++
1933 in the near future.
1934
1935 @item __OBJC__
1936 This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
1937 use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
1938 by a C compiler or an Objective-C compiler.
1939
1940 @item __ASSEMBLER__
1941 This macro is defined with value 1 when preprocessing assembly
1942 language.
1943
1944 @end table
1945
1946 @node Common Predefined Macros
1947 @subsection Common Predefined Macros
1948 @cindex common predefined macros
1949
1950 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1951 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1952 which you are using GNU C or GNU Fortran.  Their names all start with
1953 double underscores.
1954
1955 @table @code
1956
1957 @item __COUNTER__
1958 This macro expands to sequential integral values starting from 0.  In
1959 conjunction with the @code{##} operator, this provides a convenient means to
1960 generate unique identifiers.  Care must be taken to ensure that
1961 @code{__COUNTER__} is not expanded prior to inclusion of precompiled headers
1962 which use it.  Otherwise, the precompiled headers will not be used.
1963
1964 @item __GFORTRAN__
1965 The GNU Fortran compiler defines this.
1966
1967 @item __GNUC__
1968 @itemx __GNUC_MINOR__
1969 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1970 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1971 preprocessor: C, C++, Objective-C and Fortran.  Their values are the major
1972 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1973 constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
1974 @code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  These
1975 macros are also defined if you invoke the preprocessor directly.
1976
1977 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
1978 widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
1979 themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
1980
1981 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1982 by GCC, or a non-GCC compiler that claims to accept the GNU C dialects,
1983 you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1984 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1985 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1986 each time the major version is increased (which happens rarely), the
1987 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1988 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1989 like this:
1990
1991 @smallexample
1992 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1993 #if __GNUC__ > 3 || \
1994     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1995                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1996                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1997 @end smallexample
1998
1999 @noindent
2000 Another approach is to use the predefined macros to
2001 calculate a single number, then compare that against a threshold:
2002
2003 @smallexample
2004 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
2005                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
2006                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
2007 @dots{}
2008 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
2009 #if GCC_VERSION > 30200
2010 @end smallexample
2011
2012 @noindent
2013 Many people find this form easier to understand.
2014
2015 @item __GNUG__
2016 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
2017 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
2018
2019 @item __STRICT_ANSI__
2020 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
2021 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C
2022 or ISO C++, was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
2023 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
2024 restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
2025 standard.
2026
2027 @item __BASE_FILE__
2028 This macro expands to the name of the main input file, in the form
2029 of a C string constant.  This is the source file that was specified
2030 on the command line of the preprocessor or C compiler.
2031
2032 @item __INCLUDE_LEVEL__
2033 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
2034 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
2035 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
2036 end of every included file.  It starts out at 0, its value within the
2037 base file specified on the command line.
2038
2039 @item __ELF__
2040 This macro is defined if the target uses the ELF object format.
2041
2042 @item __VERSION__
2043 This macro expands to a string constant which describes the version of
2044 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
2045 particular form, but it can be counted on to contain at least the
2046 release number.
2047
2048 @item __OPTIMIZE__
2049 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
2050 @itemx __NO_INLINE__
2051 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
2052 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
2053 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
2054 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
2055 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
2056 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
2057
2058 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
2059 definitions, using macros or inline functions, of system library
2060 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
2061 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
2062 are defined.  If they are defined, their value is 1.
2063
2064 @item __GNUC_GNU_INLINE__
2065 GCC defines this macro if functions declared @code{inline} will be
2066 handled in GCC's traditional gnu90 mode.  Object files will contain
2067 externally visible definitions of all functions declared @code{inline}
2068 without @code{extern} or @code{static}.  They will not contain any
2069 definitions of any functions declared @code{extern inline}.
2070
2071 @item __GNUC_STDC_INLINE__
2072 GCC defines this macro if functions declared @code{inline} will be
2073 handled according to the ISO C99 standard.  Object files will contain
2074 externally visible definitions of all functions declared @code{extern
2075 inline}.  They will not contain definitions of any functions declared
2076 @code{inline} without @code{extern}.
2077
2078 If this macro is defined, GCC supports the @code{gnu_inline} function
2079 attribute as a way to always get the gnu90 behavior.  Support for
2080 this and @code{__GNUC_GNU_INLINE__} was added in GCC 4.1.3.  If
2081 neither macro is defined, an older version of GCC is being used:
2082 @code{inline} functions will be compiled in gnu90 mode, and the
2083 @code{gnu_inline} function attribute will not be recognized.
2084
2085 @item __CHAR_UNSIGNED__
2086 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
2087 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
2088 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
2089 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
2090
2091 @item __WCHAR_UNSIGNED__
2092 Like @code{__CHAR_UNSIGNED__}, this macro is defined if and only if the
2093 data type @code{wchar_t} is unsigned and the front-end is in C++ mode.
2094
2095 @item __REGISTER_PREFIX__
2096 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
2097 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
2098 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
2099 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
2100 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
2101 to a single @samp{%}.
2102
2103 @item __USER_LABEL_PREFIX__
2104 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
2105 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
2106 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
2107 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
2108
2109 This macro will have the correct definition even if
2110 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
2111 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
2112 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
2113
2114 @item __SIZE_TYPE__
2115 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
2116 @itemx __WCHAR_TYPE__
2117 @itemx __WINT_TYPE__
2118 @itemx __INTMAX_TYPE__
2119 @itemx __UINTMAX_TYPE__
2120 @itemx __SIG_ATOMIC_TYPE__
2121 @itemx __INT8_TYPE__
2122 @itemx __INT16_TYPE__
2123 @itemx __INT32_TYPE__
2124 @itemx __INT64_TYPE__
2125 @itemx __UINT8_TYPE__
2126 @itemx __UINT16_TYPE__
2127 @itemx __UINT32_TYPE__
2128 @itemx __UINT64_TYPE__
2129 @itemx __INT_LEAST8_TYPE__
2130 @itemx __INT_LEAST16_TYPE__
2131 @itemx __INT_LEAST32_TYPE__
2132 @itemx __INT_LEAST64_TYPE__
2133 @itemx __UINT_LEAST8_TYPE__
2134 @itemx __UINT_LEAST16_TYPE__
2135 @itemx __UINT_LEAST32_TYPE__
2136 @itemx __UINT_LEAST64_TYPE__
2137 @itemx __INT_FAST8_TYPE__
2138 @itemx __INT_FAST16_TYPE__
2139 @itemx __INT_FAST32_TYPE__
2140 @itemx __INT_FAST64_TYPE__
2141 @itemx __UINT_FAST8_TYPE__
2142 @itemx __UINT_FAST16_TYPE__
2143 @itemx __UINT_FAST32_TYPE__
2144 @itemx __UINT_FAST64_TYPE__
2145 @itemx __INTPTR_TYPE__
2146 @itemx __UINTPTR_TYPE__
2147 These macros are defined to the correct underlying types for the
2148 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, @code{wint_t},
2149 @code{intmax_t}, @code{uintmax_t}, @code{sig_atomic_t}, @code{int8_t},
2150 @code{int16_t}, @code{int32_t}, @code{int64_t}, @code{uint8_t},
2151 @code{uint16_t}, @code{uint32_t}, @code{uint64_t},
2152 @code{int_least8_t}, @code{int_least16_t}, @code{int_least32_t},
2153 @code{int_least64_t}, @code{uint_least8_t}, @code{uint_least16_t},
2154 @code{uint_least32_t}, @code{uint_least64_t}, @code{int_fast8_t},
2155 @code{int_fast16_t}, @code{int_fast32_t}, @code{int_fast64_t},
2156 @code{uint_fast8_t}, @code{uint_fast16_t}, @code{uint_fast32_t},
2157 @code{uint_fast64_t}, @code{intptr_t}, and @code{uintptr_t} typedefs,
2158 respectively.  They exist to make the standard header files
2159 @file{stddef.h}, @file{stdint.h}, and @file{wchar.h} work correctly.
2160 You should not use these macros directly; instead, include the
2161 appropriate headers and use the typedefs.  Some of these macros may
2162 not be defined on particular systems if GCC does not provide a
2163 @file{stdint.h} header on those systems.
2164
2165 @item __CHAR_BIT__
2166 Defined to the number of bits used in the representation of the
2167 @code{char} data type.  It exists to make the standard header given
2168 numerical limits work correctly.  You should not use
2169 this macro directly; instead, include the appropriate headers.
2170
2171 @item __SCHAR_MAX__
2172 @itemx __WCHAR_MAX__
2173 @itemx __SHRT_MAX__
2174 @itemx __INT_MAX__
2175 @itemx __LONG_MAX__
2176 @itemx __LONG_LONG_MAX__
2177 @itemx __WINT_MAX__
2178 @itemx __SIZE_MAX__
2179 @itemx __PTRDIFF_MAX__
2180 @itemx __INTMAX_MAX__
2181 @itemx __UINTMAX_MAX__
2182 @itemx __SIG_ATOMIC_MAX__
2183 @itemx __INT8_MAX__
2184 @itemx __INT16_MAX__
2185 @itemx __INT32_MAX__
2186 @itemx __INT64_MAX__
2187 @itemx __UINT8_MAX__
2188 @itemx __UINT16_MAX__
2189 @itemx __UINT32_MAX__
2190 @itemx __UINT64_MAX__
2191 @itemx __INT_LEAST8_MAX__
2192 @itemx __INT_LEAST16_MAX__
2193 @itemx __INT_LEAST32_MAX__
2194 @itemx __INT_LEAST64_MAX__
2195 @itemx __UINT_LEAST8_MAX__
2196 @itemx __UINT_LEAST16_MAX__
2197 @itemx __UINT_LEAST32_MAX__
2198 @itemx __UINT_LEAST64_MAX__
2199 @itemx __INT_FAST8_MAX__
2200 @itemx __INT_FAST16_MAX__
2201 @itemx __INT_FAST32_MAX__
2202 @itemx __INT_FAST64_MAX__
2203 @itemx __UINT_FAST8_MAX__
2204 @itemx __UINT_FAST16_MAX__
2205 @itemx __UINT_FAST32_MAX__
2206 @itemx __UINT_FAST64_MAX__
2207 @itemx __INTPTR_MAX__
2208 @itemx __UINTPTR_MAX__
2209 @itemx __WCHAR_MIN__
2210 @itemx __WINT_MIN__
2211 @itemx __SIG_ATOMIC_MIN__
2212 Defined to the maximum value of the @code{signed char}, @code{wchar_t},
2213 @code{signed short},
2214 @code{signed int}, @code{signed long}, @code{signed long long},
2215 @code{wint_t}, @code{size_t}, @code{ptrdiff_t},
2216 @code{intmax_t}, @code{uintmax_t}, @code{sig_atomic_t}, @code{int8_t},
2217 @code{int16_t}, @code{int32_t}, @code{int64_t}, @code{uint8_t},
2218 @code{uint16_t}, @code{uint32_t}, @code{uint64_t},
2219 @code{int_least8_t}, @code{int_least16_t}, @code{int_least32_t},
2220 @code{int_least64_t}, @code{uint_least8_t}, @code{uint_least16_t},
2221 @code{uint_least32_t}, @code{uint_least64_t}, @code{int_fast8_t},
2222 @code{int_fast16_t}, @code{int_fast32_t}, @code{int_fast64_t},
2223 @code{uint_fast8_t}, @code{uint_fast16_t}, @code{uint_fast32_t},
2224 @code{uint_fast64_t}, @code{intptr_t}, and @code{uintptr_t} types and
2225 to the minimum value of the @code{wchar_t}, @code{wint_t}, and
2226 @code{sig_atomic_t} types respectively.  They exist to make the
2227 standard header given numerical limits work correctly.  You should not
2228 use these macros directly; instead, include the appropriate headers.
2229 Some of these macros may not be defined on particular systems if GCC
2230 does not provide a @file{stdint.h} header on those systems.
2231
2232 @item __INT8_C
2233 @itemx __INT16_C
2234 @itemx __INT32_C
2235 @itemx __INT64_C
2236 @itemx __UINT8_C
2237 @itemx __UINT16_C
2238 @itemx __UINT32_C
2239 @itemx __UINT64_C
2240 @itemx __INTMAX_C
2241 @itemx __UINTMAX_C
2242 Defined to implementations of the standard @file{stdint.h} macros with
2243 the same names without the leading @code{__}.  They exist the make the
2244 implementation of that header work correctly.  You should not use
2245 these macros directly; instead, include the appropriate headers.  Some
2246 of these macros may not be defined on particular systems if GCC does
2247 not provide a @file{stdint.h} header on those systems.
2248
2249 @item __SIZEOF_INT__
2250 @itemx __SIZEOF_LONG__
2251 @itemx __SIZEOF_LONG_LONG__
2252 @itemx __SIZEOF_SHORT__
2253 @itemx __SIZEOF_POINTER__
2254 @itemx __SIZEOF_FLOAT__
2255 @itemx __SIZEOF_DOUBLE__
2256 @itemx __SIZEOF_LONG_DOUBLE__
2257 @itemx __SIZEOF_SIZE_T__
2258 @itemx __SIZEOF_WCHAR_T__
2259 @itemx __SIZEOF_WINT_T__
2260 @itemx __SIZEOF_PTRDIFF_T__
2261 Defined to the number of bytes of the C standard data types: @code{int},
2262 @code{long}, @code{long long}, @code{short}, @code{void *}, @code{float},
2263 @code{double}, @code{long double}, @code{size_t}, @code{wchar_t}, @code{wint_t}
2264 and @code{ptrdiff_t}.
2265
2266 @item __BYTE_ORDER__
2267 @itemx __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
2268 @itemx __ORDER_BIG_ENDIAN__
2269 @itemx __ORDER_PDP_ENDIAN__
2270 @code{__BYTE_ORDER__} is defined to one of the values
2271 @code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__}, @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__}, or
2272 @code{__ORDER_PDP_ENDIAN__} to reflect the layout of multi-byte and
2273 multi-word quantities in memory.  If @code{__BYTE_ORDER__} is equal to
2274 @code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__}, then
2275 multi-byte and multi-word quantities are laid out identically: the
2276 byte (word) at the lowest address is the least significant or most
2277 significant byte (word) of the quantity, respectively.  If
2278 @code{__BYTE_ORDER__} is equal to @code{__ORDER_PDP_ENDIAN__}, then
2279 bytes in 16-bit words are laid out in a little-endian fashion, whereas
2280 the 16-bit subwords of a 32-bit quantity are laid out in big-endian
2281 fashion.
2282
2283 You should use these macros for testing like this:
2284
2285 @smallexample
2286 /* @r{Test for a little-endian machine} */
2287 #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
2288 @end smallexample
2289
2290 @item __FLOAT_WORD_ORDER__
2291 @code{__FLOAT_WORD_ORDER__} is defined to one of the values
2292 @code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__} to reflect
2293 the layout of the words of multi-word floating-point quantities.
2294
2295 @item __DEPRECATED
2296 This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
2297 with warnings about deprecated constructs enabled.  These warnings are
2298 enabled by default, but can be disabled with @option{-Wno-deprecated}.
2299
2300 @item __EXCEPTIONS
2301 This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
2302 with exceptions enabled.  If @option{-fno-exceptions} is used when
2303 compiling the file, then this macro is not defined.
2304
2305 @item __GXX_RTTI
2306 This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
2307 with runtime type identification enabled.  If @option{-fno-rtti} is
2308 used when compiling the file, then this macro is not defined.
2309
2310 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
2311 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
2312 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
2313 handling.
2314
2315 @item __GXX_EXPERIMENTAL_CXX0X__
2316 This macro is defined when compiling a C++ source file with the option
2317 @option{-std=c++0x} or @option{-std=gnu++0x}. It indicates that some
2318 features likely to be included in C++0x are available. Note that these
2319 features are experimental, and may change or be removed in future
2320 versions of GCC.
2321
2322 @item __GXX_WEAK__
2323 This macro is defined when compiling a C++ source file.  It has the
2324 value 1 if the compiler will use weak symbols, COMDAT sections, or
2325 other similar techniques to collapse symbols with ``vague linkage''
2326 that are defined in multiple translation units.  If the compiler will
2327 not collapse such symbols, this macro is defined with value 0.  In
2328 general, user code should not need to make use of this macro; the
2329 purpose of this macro is to ease implementation of the C++ runtime
2330 library provided with G++.
2331
2332 @item __NEXT_RUNTIME__
2333 This macro is defined, with value 1, if (and only if) the NeXT runtime
2334 (as in @option{-fnext-runtime}) is in use for Objective-C@.  If the GNU
2335 runtime is used, this macro is not defined, so that you can use this
2336 macro to determine which runtime (NeXT or GNU) is being used.
2337
2338 @item __LP64__
2339 @itemx _LP64
2340 These macros are defined, with value 1, if (and only if) the compilation
2341 is for a target where @code{long int} and pointer both use 64-bits and
2342 @code{int} uses 32-bit.
2343
2344 @item __SSP__
2345 This macro is defined, with value 1, when @option{-fstack-protector} is in
2346 use.
2347
2348 @item __SSP_ALL__
2349 This macro is defined, with value 2, when @option{-fstack-protector-all} is
2350 in use.
2351
2352 @item __SANITIZE_ADDRESS__
2353 This macro is defined, with value 1, when @option{-fsanitize=address} is
2354 in use.
2355
2356 @item __TIMESTAMP__
2357 This macro expands to a string constant that describes the date and time
2358 of the last modification of the current source file. The string constant
2359 contains abbreviated day of the week, month, day of the month, time in
2360 hh:mm:ss form, year and looks like @code{@w{"Sun Sep 16 01:03:52 1973"}}.
2361 If the day of the month is less than 10, it is padded with a space on the left.
2362
2363 If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
2364 (once per compilation) and @code{__TIMESTAMP__} will expand to
2365 @code{@w{"??? ??? ?? ??:??:?? ????"}}.
2366
2367 @item __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_1
2368 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_2
2369 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_4
2370 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_8
2371 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_16
2372 These macros are defined when the target processor supports atomic compare
2373 and swap operations on operands 1, 2, 4, 8 or 16 bytes in length, respectively.
2374
2375 @item __GCC_HAVE_DWARF2_CFI_ASM
2376 This macro is defined when the compiler is emitting Dwarf2 CFI directives
2377 to the assembler.  When this is defined, it is possible to emit those same
2378 directives in inline assembly.
2379
2380 @item __FP_FAST_FMA
2381 @itemx __FP_FAST_FMAF
2382 @itemx __FP_FAST_FMAL
2383 These macros are defined with value 1 if the backend supports the
2384 @code{fma}, @code{fmaf}, and @code{fmal} builtin functions, so that
2385 the include file @file{math.h} can define the macros
2386 @code{FP_FAST_FMA}, @code{FP_FAST_FMAF}, and @code{FP_FAST_FMAL}
2387 for compatibility with the 1999 C standard.
2388 @end table
2389
2390 @node System-specific Predefined Macros
2391 @subsection System-specific Predefined Macros
2392
2393 @cindex system-specific predefined macros
2394 @cindex predefined macros, system-specific
2395 @cindex reserved namespace
2396
2397 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
2398 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
2399 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
2400 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
2401 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
2402 predefined macros expand to a constant value, so you can test them with
2403 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
2404
2405 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
2406 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
2407 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
2408 library to use as they wish.  However, historically system-specific
2409 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2410 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2411 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2412 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2413 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2414 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2415
2416 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2417 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2418 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2419 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2420 defined.
2421
2422 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2423 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2424 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2425 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2426 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2427 check specifically for features you need, using a tool such as
2428 @command{autoconf}.
2429
2430 @node C++ Named Operators
2431 @subsection C++ Named Operators
2432 @cindex named operators
2433 @cindex C++ named operators
2434 @cindex @file{iso646.h}
2435
2436 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2437 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2438 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2439 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2440 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2441 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2442 macro expanding to the appropriate punctuator.
2443
2444 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2445
2446 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2447 @item Named Operator @tab Punctuator
2448 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2449 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2450 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2451 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2452 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2453 @item @code{not}    @tab @code{!}
2454 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2455 @item @code{or}     @tab @code{||}
2456 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2457 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2458 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2459 @end multitable
2460
2461 @node Undefining and Redefining Macros
2462 @section Undefining and Redefining Macros
2463 @cindex undefining macros
2464 @cindex redefining macros
2465 @findex #undef
2466
2467 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2468 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2469 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2470 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2471 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2472 macro.
2473
2474 @smallexample
2475 #define FOO 4
2476 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2477 #undef FOO
2478 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2479 @end smallexample
2480
2481 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2482 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2483 need not have any resemblance to the old definition.
2484
2485 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2486 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2487 Two macro definitions are effectively the same if:
2488 @itemize @bullet
2489 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2490 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2491 @item If there are any parameters, they are the same.
2492 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2493 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2494 count as whitespace.
2495 @end itemize
2496
2497 @noindent
2498 These definitions are effectively the same:
2499 @smallexample
2500 #define FOUR (2 + 2)
2501 #define FOUR         (2    +    2)
2502 #define FOUR (2 /* @r{two} */ + 2)
2503 @end smallexample
2504 @noindent
2505 but these are not:
2506 @smallexample
2507 #define FOUR (2 + 2)
2508 #define FOUR ( 2+2 )
2509 #define FOUR (2 * 2)
2510 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2511 @end smallexample
2512
2513 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2514 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2515 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2516 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2517 instance, two different headers to define a common macro.  The
2518 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2519
2520 @node Directives Within Macro Arguments
2521 @section Directives Within Macro Arguments
2522 @cindex macro arguments and directives
2523
2524 Occasionally it is convenient to use preprocessor directives within
2525 the arguments of a macro.  The C and C++ standards declare that
2526 behavior in these cases is undefined.
2527
2528 Versions of CPP prior to 3.2 would reject such constructs with an
2529 error message.  This was the only syntactic difference between normal
2530 functions and function-like macros, so it seemed attractive to remove
2531 this limitation, and people would often be surprised that they could
2532 not use macros in this way.  Moreover, sometimes people would use
2533 conditional compilation in the argument list to a normal library
2534 function like @samp{printf}, only to find that after a library upgrade
2535 @samp{printf} had changed to be a function-like macro, and their code
2536 would no longer compile.  So from version 3.2 we changed CPP to
2537 successfully process arbitrary directives within macro arguments in
2538 exactly the same way as it would have processed the directive were the
2539 function-like macro invocation not present.
2540
2541 If, within a macro invocation, that macro is redefined, then the new
2542 definition takes effect in time for argument pre-expansion, but the
2543 original definition is still used for argument replacement.  Here is a
2544 pathological example:
2545
2546 @smallexample
2547 #define f(x) x x
2548 f (1
2549 #undef f
2550 #define f 2
2551 f)
2552 @end smallexample
2553
2554 @noindent
2555 which expands to
2556
2557 @smallexample
2558 1 2 1 2
2559 @end smallexample
2560
2561 @noindent
2562 with the semantics described above.
2563
2564 @node Macro Pitfalls
2565 @section Macro Pitfalls
2566 @cindex problems with macros
2567 @cindex pitfalls of macros
2568
2569 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2570 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2571 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2572
2573 @menu
2574 * Misnesting::
2575 * Operator Precedence Problems::
2576 * Swallowing the Semicolon::
2577 * Duplication of Side Effects::
2578 * Self-Referential Macros::
2579 * Argument Prescan::
2580 * Newlines in Arguments::
2581 @end menu
2582
2583 @node Misnesting
2584 @subsection Misnesting
2585
2586 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2587 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2588 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2589 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2590 arguments.  For example,
2591
2592 @smallexample
2593 #define twice(x) (2*(x))
2594 #define call_with_1(x) x(1)
2595 call_with_1 (twice)
2596      @expansion{} twice(1)
2597      @expansion{} (2*(1))
2598 @end smallexample
2599
2600 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2601 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2602 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2603 For example,
2604
2605 @smallexample
2606 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2607 @dots{}
2608 strange(stderr) p, 35)
2609      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2610 @end smallexample
2611
2612 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2613 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2614 should be avoided.
2615
2616 @node Operator Precedence Problems
2617 @subsection Operator Precedence Problems
2618 @cindex parentheses in macro bodies
2619
2620 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2621 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2622 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2623 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2624 way.
2625
2626 Suppose you define a macro as follows,
2627
2628 @smallexample
2629 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2630 @end smallexample
2631
2632 @noindent
2633 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2634 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2635 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2636
2637 @smallexample
2638 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2639      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2640 @end smallexample
2641
2642 @noindent
2643 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2644 C make it equivalent to this:
2645
2646 @smallexample
2647 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2648 @end smallexample
2649
2650 @noindent
2651 What we want is this:
2652
2653 @smallexample
2654 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2655 @end smallexample
2656
2657 @noindent
2658 Defining the macro as
2659
2660 @smallexample
2661 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2662 @end smallexample
2663
2664 @noindent
2665 provides the desired result.
2666
2667 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2668 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2669 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2670 means something very different.  Here is what it expands to:
2671
2672 @smallexample
2673 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2674 @end smallexample
2675
2676 @noindent
2677 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2678 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2679 was intended to be inside.
2680
2681 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2682 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2683
2684 @smallexample
2685 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2686 @end smallexample
2687
2688 @node Swallowing the Semicolon
2689 @subsection Swallowing the Semicolon
2690 @cindex semicolons (after macro calls)
2691
2692 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2693 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2694 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2695 characters:
2696
2697 @smallexample
2698 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2699 @{ char *lim = (limit);         \
2700   while (p < lim) @{            \
2701     if (*p++ != ' ') @{         \
2702       p--; break; @}@}@}
2703 @end smallexample
2704
2705 @noindent
2706 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2707 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2708 be laid out if not part of a macro definition.
2709
2710 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2711 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2712 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2713 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2714 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2715 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2716
2717 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2718 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2719
2720 @smallexample
2721 if (*p != 0)
2722   SKIP_SPACES (p, lim);
2723 else @dots{}
2724 @end smallexample
2725
2726 @noindent
2727 The presence of two statements---the compound statement and a null
2728 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2729 makes invalid C code.
2730
2731 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2732 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2733
2734 @smallexample
2735 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2736 do @{ char *lim = (limit);         \
2737      while (p < lim) @{            \
2738        if (*p++ != ' ') @{         \
2739          p--; break; @}@}@}          \
2740 while (0)
2741 @end smallexample
2742
2743 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2744
2745 @smallexample
2746 do @{@dots{}@} while (0);
2747 @end smallexample
2748
2749 @noindent
2750 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2751 generate no extra code for it.
2752
2753 @node Duplication of Side Effects
2754 @subsection Duplication of Side Effects
2755
2756 @cindex side effects (in macro arguments)
2757 @cindex unsafe macros
2758 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2759
2760 @smallexample
2761 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2762 @end smallexample
2763
2764 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2765 as shown here,
2766
2767 @smallexample
2768 next = min (x + y, foo (z));
2769 @end smallexample
2770
2771 @noindent
2772 it expands as follows:
2773
2774 @smallexample
2775 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2776 @end smallexample
2777
2778 @noindent
2779 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2780 for @code{Y}.
2781
2782 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2783 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2784 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2785 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2786 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2787 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2788
2789 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2790 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2791 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2792 follows:
2793
2794 @smallexample
2795 #define min(X, Y)                \
2796 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2797    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2798    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2799 @end smallexample
2800
2801 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2802 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2803 This permits us to define local variables and assign each argument to
2804 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2805 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2806 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2807
2808 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2809 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2810 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2811 that variable in @code{min}:
2812
2813 @smallexample
2814 @group
2815 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2816 @dots{}
2817 @{
2818   int tem = foo (z);
2819   next = min (x + y, tem);
2820 @}
2821 @end group
2822 @end smallexample
2823
2824 @noindent
2825 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2826
2827 @node Self-Referential Macros
2828 @subsection Self-Referential Macros
2829 @cindex self-reference
2830
2831 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2832 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2833 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2834 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2835 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2836 the preprocessor output unchanged.  Consider an example:
2837
2838 @smallexample
2839 #define foo (4 + foo)
2840 @end smallexample
2841
2842 @noindent
2843 where @code{foo} is also a variable in your program.
2844
2845 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2846 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2847 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2848
2849 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2850 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2851 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2852 wherever @code{foo} is referred to.
2853
2854 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2855 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2856 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2857 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2858 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2859
2860 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2861 expands to itself.  If you write
2862
2863 @smallexample
2864 #define EPERM EPERM
2865 @end smallexample
2866
2867 @noindent
2868 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2869 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2870 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2871 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2872 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2873
2874 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2875 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2876 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2877 either.  Thus, if we have
2878
2879 @smallexample
2880 #define x (4 + y)
2881 #define y (2 * x)
2882 @end smallexample
2883
2884 @noindent
2885 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2886
2887 @smallexample
2888 @group
2889 x    @expansion{} (4 + y)
2890      @expansion{} (4 + (2 * x))
2891
2892 y    @expansion{} (2 * x)
2893      @expansion{} (2 * (4 + y))
2894 @end group
2895 @end smallexample
2896
2897 @noindent
2898 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2899 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2900
2901 @node Argument Prescan
2902 @subsection Argument Prescan
2903 @cindex expansion of arguments
2904 @cindex macro argument expansion
2905 @cindex prescan of macro arguments
2906
2907 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
2908 substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
2909 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
2910 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
2911 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
2912 macro calls in them.
2913
2914 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
2915 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
2916 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
2917 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
2918 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
2919 same results.
2920
2921 You might expect the double scan to change the results when a
2922 self-referential macro is used in an argument of another macro
2923 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
2924 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
2925 However, this is not what happens.  The self-references that do not
2926 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
2927 second scan either.
2928
2929 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
2930 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
2931 that the prescan does make a difference in three special cases:
2932
2933 @itemize @bullet
2934 @item
2935 Nested calls to a macro.
2936
2937 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
2938 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
2939 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
2940 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
2941 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
2942 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
2943 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
2944 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
2945 be expanded.
2946
2947 @item
2948 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
2949
2950 If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
2951 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
2952 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
2953 another macro that does the stringification or concatenation.  For
2954 instance, if you have
2955
2956 @smallexample
2957 #define AFTERX(x) X_ ## x
2958 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
2959 #define TABLESIZE 1024
2960 #define BUFSIZE TABLESIZE
2961 @end smallexample
2962
2963 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
2964 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
2965 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
2966
2967 @item
2968 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
2969
2970 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
2971 wrong number of arguments.  Here is an example:
2972
2973 @smallexample
2974 #define foo  a,b
2975 #define bar(x) lose(x)
2976 #define lose(x) (1 + (x))
2977 @end smallexample
2978
2979 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
2980 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
2981 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2982 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2983 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2984 arithmetic operations:
2985
2986 @smallexample
2987 #define foo (a,b)
2988 @exdent or
2989 #define bar(x) lose((x))
2990 @end smallexample
2991
2992 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
2993 definition from being interpreted as an argument separator.
2994
2995 @end itemize
2996
2997 @node Newlines in Arguments
2998 @subsection Newlines in Arguments
2999 @cindex newlines in macro arguments
3000
3001 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
3002 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
3003 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
3004 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
3005 different to the line containing the argument causing the problem.
3006
3007 Here is an example illustrating this:
3008
3009 @smallexample
3010 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
3011
3012 ignore_second_arg (foo (),
3013                    ignored (),
3014                    syntax error);
3015 @end smallexample
3016
3017 @noindent
3018 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
3019 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
3020 even though the problematic code comes from line five.
3021
3022 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
3023
3024 @node Conditionals
3025 @chapter Conditionals
3026 @cindex conditionals
3027
3028 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
3029 select whether or not to include a chunk of code in the final token
3030 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
3031 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
3032 simultaneously using the special @code{defined} operator.
3033
3034 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
3035 statement in C, but it is important to understand the difference between
3036 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
3037 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
3038 behave differently from run to run, depending on the data it is
3039 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
3040 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
3041 code to be included in the program depending on the situation at the
3042 time of compilation.
3043
3044 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
3045 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
3046 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
3047 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
3048 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
3049 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
3050 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
3051 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
3052 remains syntactically valid when it is not to be used.
3053
3054 GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
3055 not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
3056
3057 @menu
3058 * Conditional Uses::
3059 * Conditional Syntax::
3060 * Deleted Code::
3061 @end menu
3062
3063 @node Conditional Uses
3064 @section Conditional Uses
3065
3066 There are three general reasons to use a conditional.
3067
3068 @itemize @bullet
3069 @item
3070 A program may need to use different code depending on the machine or
3071 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
3072 operating system may be erroneous on another operating system; for
3073 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
3074 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
3075 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
3076 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
3077 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
3078
3079 @item
3080 You may want to be able to compile the same source file into two
3081 different programs.  One version might make frequent time-consuming
3082 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
3083 those data for debugging, and the other not.
3084
3085 @item
3086 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
3087 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
3088 @end itemize
3089
3090 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
3091 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
3092 conditionals.
3093
3094 @node Conditional Syntax
3095 @section Conditional Syntax
3096
3097 @findex #if
3098 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
3099 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
3100
3101 @menu
3102 * Ifdef::
3103 * If::
3104 * Defined::
3105 * Else::
3106 * Elif::
3107 @end menu
3108
3109 @node Ifdef
3110 @subsection Ifdef
3111 @findex #ifdef
3112 @findex #endif
3113
3114 The simplest sort of conditional is
3115
3116 @smallexample
3117 @group
3118 #ifdef @var{MACRO}
3119
3120 @var{controlled text}
3121
3122 #endif /* @var{MACRO} */
3123 @end group
3124 @end smallexample
3125
3126 @cindex conditional group
3127 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
3128 will be included in the output of the preprocessor if and only if
3129 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
3130 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
3131
3132 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
3133 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
3134 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
3135 groups, but they must be completely nested.  In other words,
3136 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
3137 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
3138 group in one file and end it in another.
3139
3140 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
3141 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
3142 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
3143 that all comments and string literals inside a failing conditional group
3144 must still be properly ended.
3145
3146 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
3147 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
3148 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
3149 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
3150 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
3151 according to the C standard.  CPP accepts it with a warning.  It
3152 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
3153
3154 @findex #ifndef
3155 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
3156 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
3157 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
3158 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
3159
3160 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
3161 Here are some samples.
3162
3163 @itemize @bullet
3164 @item
3165 Some macros are predefined on each kind of machine
3166 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
3167 code specially tuned for a particular machine.
3168
3169 @item
3170 System header files define more macros, associated with the features
3171 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
3172 using a system feature on a machine where it is not implemented.
3173
3174 @item
3175 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
3176 command line options when you compile the program.  You can arrange to
3177 compile the same source file into two different programs by choosing a
3178 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
3179 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
3180 state of the macro with command line options, perhaps set in the
3181 Makefile.  @xref{Invocation}.
3182
3183 @item
3184 Your program might have a special header file (often called
3185 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
3186 define or not define macros depending on the features of the system and
3187 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
3188 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
3189 @end itemize
3190
3191 @node If
3192 @subsection If
3193
3194 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
3195 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
3196
3197 @smallexample
3198 @group
3199 #if @var{expression}
3200
3201 @var{controlled text}
3202
3203 #endif /* @var{expression} */
3204 @end group
3205 @end smallexample
3206
3207 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
3208 restrictions.  It may contain
3209
3210 @itemize @bullet
3211 @item
3212 Integer constants.
3213
3214 @item
3215 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
3216 code.
3217
3218 @item
3219 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
3220 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
3221 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
3222 short-circuiting rules of standard C@.
3223
3224 @item
3225 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
3226 computation of the expression's value begins.
3227
3228 @item
3229 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
3230 are defined in the middle of an @samp{#if}.
3231
3232 @item
3233 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
3234 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
3235 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
3236 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
3237 function call parentheses are also treated as zero.
3238
3239 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
3240 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
3241 not a macro in an @samp{#if}.
3242 @end itemize
3243
3244 The preprocessor does not know anything about types in the language.
3245 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
3246 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
3247 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
3248 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
3249
3250 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
3251 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
3252 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
3253 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
3254 expression, and may give different results in some cases.  If the value
3255 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
3256 text} is included; otherwise it is skipped.
3257
3258 @node Defined
3259 @subsection Defined
3260
3261 @cindex @code{defined}
3262 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
3263 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
3264 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
3265 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
3266 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
3267 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
3268
3269 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
3270 existence at once.  For example,
3271
3272 @smallexample
3273 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
3274 @end smallexample
3275
3276 @noindent
3277 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
3278 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
3279
3280 Conditionals written like this:
3281
3282 @smallexample
3283 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
3284 @end smallexample
3285
3286 @noindent
3287 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
3288 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
3289 the value zero.
3290
3291 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
3292 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
3293 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
3294 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
3295 @option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
3296
3297 @node Else
3298 @subsection Else
3299
3300 @findex #else
3301 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
3302 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
3303 looks like:
3304
3305 @smallexample
3306 @group
3307 #if @var{expression}
3308 @var{text-if-true}
3309 #else /* Not @var{expression} */
3310 @var{text-if-false}
3311 #endif /* Not @var{expression} */
3312 @end group
3313 @end smallexample
3314
3315 @noindent
3316 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
3317 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
3318 opposite happens.
3319
3320 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
3321
3322 @node Elif
3323 @subsection Elif
3324
3325 @findex #elif
3326 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
3327 possible alternatives.  For example, you might have
3328
3329 @smallexample
3330 #if X == 1
3331 @dots{}
3332 #else /* X != 1 */
3333 #if X == 2
3334 @dots{}
3335 #else /* X != 2 */
3336 @dots{}
3337 #endif /* X != 2 */
3338 #endif /* X != 1 */
3339 @end smallexample
3340
3341 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
3342 abbreviated as follows:
3343
3344 @smallexample
3345 #if X == 1
3346 @dots{}
3347 #elif X == 2
3348 @dots{}
3349 #else /* X != 2 and X != 1*/
3350 @dots{}
3351 #endif /* X != 2 and X != 1*/
3352 @end smallexample
3353
3354 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
3355 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
3356 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
3357 directive includes an expression to be tested.  The text following the
3358 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
3359 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
3360
3361 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
3362 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
3363 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
3364 @samp{#elif} directives within it have failed.
3365
3366 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
3367 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
3368
3369 @node Deleted Code
3370 @section Deleted Code
3371 @cindex commenting out code
3372
3373 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
3374 code around for future reference, you often cannot simply comment it
3375 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
3376 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
3377 syntax errors.
3378
3379 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
3380 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
3381 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
3382 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
3383 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
3384
3385 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
3386 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
3387 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
3388
3389 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
3390 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
3391 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
3392 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
3393 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
3394 @samp{/*}.
3395
3396 @node Diagnostics
3397 @chapter Diagnostics
3398 @cindex diagnostic
3399 @cindex reporting errors
3400 @cindex reporting warnings
3401
3402 @findex #error
3403 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
3404 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
3405 are used as the error message.
3406
3407 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
3408 combination of parameters which you know the program does not properly
3409 support.  For example, if you know that the program will not run
3410 properly on a VAX, you might write
3411
3412 @smallexample
3413 @group
3414 #ifdef __vax__
3415 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
3416 #endif
3417 @end group
3418 @end smallexample
3419
3420 If you have several configuration parameters that must be set up by
3421 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
3422 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
3423
3424 @smallexample
3425 #if !defined(FOO) && defined(BAR)
3426 #error "BAR requires FOO."
3427 #endif
3428 @end smallexample
3429
3430 @findex #warning
3431 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
3432 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
3433 following @samp{#warning} are used as the warning message.
3434
3435 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
3436 directing the user to the header file which should be used instead.
3437
3438 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
3439 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
3440 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
3441 argument of these directives be a single string constant; this avoids
3442 problems with apostrophes and the like.
3443
3444 @node Line Control
3445 @chapter Line Control
3446 @cindex line control
3447
3448 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3449 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3450 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3451 reported as having appeared on the line of the source file where the
3452 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3453
3454 If you write a program which generates source code, such as the
3455 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3456 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3457 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3458 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3459 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3460 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3461
3462 @findex #line
3463 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3464 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3465 directive that specifies the original line number and source file name
3466 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3467 @samp{#line} has three variants:
3468
3469 @table @code
3470 @item #line @var{linenum}
3471 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3472 the line number which should be reported for the following line of
3473 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3474
3475 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3476 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3477 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3478 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3479 file it specifies, until something else happens to change that.
3480 @var{filename} is interpreted according to the normal rules for a string
3481 constant: backslash escapes are interpreted.  This is different from
3482 @samp{#include}.
3483
3484 Previous versions of CPP did not interpret escapes in @samp{#line};
3485 we have changed it because the standard requires they be interpreted,
3486 and most other compilers do.
3487
3488 @item #line @var{anything else}
3489 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3490 The result should match one of the above two forms.
3491 @end table
3492
3493 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3494 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3495 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3496 idea of the directory containing the current file.  This is a change
3497 from GCC 2.95.  Previously, a file reading
3498
3499 @smallexample
3500 #line 1 "../src/gram.y"
3501 #include "gram.h"
3502 @end smallexample
3503
3504 would search for @file{gram.h} in @file{../src}, then the @option{-I}
3505 chain; the directory containing the physical source file would not be
3506 searched.  In GCC 3.0 and later, the @samp{#include} is not affected by
3507 the presence of a @samp{#line} referring to a different directory.
3508
3509 We made this change because the old behavior caused problems when
3510 generated source files were transported between machines.  For instance,
3511 it is common practice to ship generated parsers with a source release,
3512 so that people building the distribution do not need to have yacc or
3513 Bison installed.  These files frequently have @samp{#line} directives
3514 referring to the directory tree of the system where the distribution was
3515 created.  If GCC tries to search for headers in those directories, the
3516 build is likely to fail.
3517
3518 The new behavior can cause failures too, if the generated file is not
3519 in the same directory as its source and it attempts to include a header
3520 which would be visible searching from the directory containing the
3521 source file.  However, this problem is easily solved with an additional
3522 @option{-I} switch on the command line.  The failures caused by the old
3523 semantics could sometimes be corrected only by editing the generated
3524 files, which is difficult and error-prone.
3525
3526 @node Pragmas
3527 @chapter Pragmas
3528
3529 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3530 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3531 conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
3532 (commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
3533 A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
3534
3535 GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
3536 language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
3537 does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
3538 entire translation unit or source file.
3539
3540 In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
3541 @code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
3542 pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
3543 recognized by previous versions are still recognized without the
3544 @code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
3545 deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
3546 @code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
3547
3548 @cindex @code{_Pragma}
3549 C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3550 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3551 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3552 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3553 in a macro.
3554
3555 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3556 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3557 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3558 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3559 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3560 @samp{#pragma} directive.  For example,
3561
3562 @smallexample
3563 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3564 @end smallexample
3565
3566 @noindent
3567 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3568 same effect could be achieved using macros, for example
3569
3570 @smallexample
3571 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3572 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3573 @end smallexample
3574
3575 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3576 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3577 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3578 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3579 its own.
3580
3581 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3582 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3583 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3584
3585 GCC plugins may provide their own pragmas.
3586
3587 @ftable @code
3588 @item #pragma GCC dependency
3589 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3590 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3591 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3592 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3593 other file is searched for using the normal include search path.
3594 Optional trailing text can be used to give more information in the
3595 warning message.
3596
3597 @smallexample
3598 #pragma GCC dependency "parse.y"
3599 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3600 @end smallexample
3601
3602 @item #pragma GCC poison
3603 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3604 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3605 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3606 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3607 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3608 after the directive, it is a hard error.  For example,
3609
3610 @smallexample
3611 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3612 sprintf(some_string, "hello");
3613 @end smallexample
3614
3615 @noindent
3616 will produce an error.
3617
3618 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3619 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3620 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3621 about system headers defining macros that use it.
3622
3623 For example,
3624
3625 @smallexample
3626 #define strrchr rindex
3627 #pragma GCC poison rindex
3628 strrchr(some_string, 'h');
3629 @end smallexample
3630
3631 @noindent
3632 will not produce an error.
3633
3634 @item #pragma GCC system_header
3635 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3636 current file to be treated as if it came from a system header.
3637 @xref{System Headers}.
3638
3639 @item #pragma GCC warning
3640 @itemx #pragma GCC error
3641 @code{#pragma GCC warning "message"} causes the preprocessor to issue
3642 a warning diagnostic with the text @samp{message}.  The message
3643 contained in the pragma must be a single string literal.  Similarly,
3644 @code{#pragma GCC error "message"} issues an error message.  Unlike
3645 the @samp{#warning} and @samp{#error} directives, these pragmas can be
3646 embedded in preprocessor macros using @samp{_Pragma}.
3647
3648 @end ftable
3649
3650 @node Other Directives
3651 @chapter Other Directives
3652
3653 @findex #ident
3654 @findex #sccs
3655 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
3656 some systems, that string constant is copied into a special segment of
3657 the object file.  On other systems, the directive is ignored.  The
3658 @samp{#sccs} directive is a synonym for @samp{#ident}.
3659
3660 These directives are not part of the C standard, but they are not
3661 official GNU extensions either.  What historical information we have
3662 been able to find, suggests they originated with System V@.
3663
3664 @cindex null directive
3665 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
3666 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
3667 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
3668 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
3669 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
3670 produce no output, rather than a line of output containing just a
3671 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
3672
3673 @node Preprocessor Output
3674 @chapter Preprocessor Output
3675
3676 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
3677 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
3678 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
3679 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
3680 textual output.
3681 @c FIXME: Document the library interface.
3682
3683 @cindex output format
3684 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
3685 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
3686 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
3687 discarded.
3688
3689 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
3690 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
3691 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
3692 to become a single space, with the exception that the first token on a
3693 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
3694 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
3695 original source file.  This is so the output is easy to read.
3696 @xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
3697 whitespace where there was none in the original source, except where
3698 necessary to prevent an accidental token paste.
3699
3700 @cindex linemarkers
3701 Source file name and line number information is conveyed by lines
3702 of the form
3703
3704 @smallexample
3705 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
3706 @end smallexample
3707
3708 @noindent
3709 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
3710 the output (but never within a string or character constant).  They mean
3711 that the following line originated in file @var{filename} at line
3712 @var{linenum}.  @var{filename} will never contain any non-printing
3713 characters; they are replaced with octal escape sequences.
3714
3715 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
3716 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
3717 separate them.  Here is what the flags mean:
3718
3719 @table @samp
3720 @item 1
3721 This indicates the start of a new file.
3722 @item 2
3723 This indicates returning to a file (after having included another file).
3724 @item 3
3725 This indicates that the following text comes from a system header file,
3726 so certain warnings should be suppressed.
3727 @item 4
3728 This indicates that the following text should be treated as being
3729 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
3730 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
3731 @end table
3732
3733 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
3734 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
3735 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
3736 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
3737 multiple flags are given, they must be in ascending order.
3738
3739 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
3740 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
3741 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
3742 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
3743 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
3744 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
3745 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
3746 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
3747 the directive name.
3748
3749 @node Traditional Mode
3750 @chapter Traditional Mode
3751
3752 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
3753 the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
3754 @option{-traditional-cpp} option, it attempts to emulate a traditional
3755 preprocessor.
3756
3757 GCC versions 3.2 and later only support traditional mode semantics in
3758 the preprocessor, and not in the compiler front ends.  This chapter
3759 outlines the traditional preprocessor semantics we implemented.
3760
3761 The implementation does not correspond precisely to the behavior of
3762 earlier versions of GCC, nor to any true traditional preprocessor.
3763 After all, inconsistencies among traditional implementations were a
3764 major motivation for C standardization.  However, we intend that it
3765 should be compatible with true traditional preprocessors in all ways
3766 that actually matter.
3767
3768 @menu
3769 * Traditional lexical analysis::
3770 * Traditional macros::
3771 * Traditional miscellany::
3772 * Traditional warnings::
3773 @end menu
3774
3775 @node Traditional lexical analysis
3776 @section Traditional lexical analysis
3777
3778 The traditional preprocessor does not decompose its input into tokens
3779 the same way a standards-conforming preprocessor does.  The input is
3780 simply treated as a stream of text with minimal internal form.
3781
3782 This implementation does not treat trigraphs (@pxref{trigraphs})
3783 specially since they were an invention of the standards committee.  It
3784 handles arbitrarily-positioned escaped newlines properly and splices
3785 the lines as you would expect; many traditional preprocessors did not
3786 do this.
3787
3788 The form of horizontal whitespace in the input file is preserved in
3789 the output.  In particular, hard tabs remain hard tabs.  This can be
3790 useful if, for example, you are preprocessing a Makefile.
3791
3792 Traditional CPP only recognizes C-style block comments, and treats the
3793 @samp{/*} sequence as introducing a comment only if it lies outside
3794 quoted text.  Quoted text is introduced by the usual single and double
3795 quotes, and also by an initial @samp{<} in a @code{#include}
3796 directive.
3797
3798 Traditionally, comments are completely removed and are not replaced
3799 with a space.  Since a traditional compiler does its own tokenization
3800 of the output of the preprocessor, this means that comments can
3801 effectively be used as token paste operators.  However, comments
3802 behave like separators for text handled by the preprocessor itself,
3803 since it doesn't re-lex its input.  For example, in
3804
3805 @smallexample
3806 #if foo/**/bar
3807 @end smallexample
3808
3809 @noindent
3810 @samp{foo} and @samp{bar} are distinct identifiers and expanded
3811 separately if they happen to be macros.  In other words, this
3812 directive is equivalent to
3813
3814 @smallexample
3815 #if foo bar
3816 @end smallexample
3817
3818 @noindent
3819 rather than
3820
3821 @smallexample
3822 #if foobar
3823 @end smallexample
3824
3825 Generally speaking, in traditional mode an opening quote need not have
3826 a matching closing quote.  In particular, a macro may be defined with
3827 replacement text that contains an unmatched quote.  Of course, if you
3828 attempt to compile preprocessed output containing an unmatched quote
3829 you will get a syntax error.
3830
3831 However, all preprocessing directives other than @code{#define}
3832 require matching quotes.  For example:
3833
3834 @smallexample
3835 #define m This macro's fine and has an unmatched quote
3836 "/* This is not a comment.  */
3837 /* @r{This is a comment.  The following #include directive
3838    is ill-formed.}  */
3839 #include <stdio.h
3840 @end smallexample
3841
3842 Just as for the ISO preprocessor, what would be a closing quote can be
3843 escaped with a backslash to prevent the quoted text from closing.
3844
3845 @node Traditional macros
3846 @section Traditional macros
3847
3848 The major difference between traditional and ISO macros is that the
3849 former expand to text rather than to a token sequence.  CPP removes
3850 all leading and trailing horizontal whitespace from a macro's
3851 replacement text before storing it, but preserves the form of internal
3852 whitespace.
3853
3854 One consequence is that it is legitimate for the replacement text to
3855 contain an unmatched quote (@pxref{Traditional lexical analysis}).  An
3856 unclosed string or character constant continues into the text
3857 following the macro call.  Similarly, the text at the end of a macro's
3858 expansion can run together with the text after the macro invocation to
3859 produce a single token.
3860
3861 Normally comments are removed from the replacement text after the
3862 macro is expanded, but if the @option{-CC} option is passed on the
3863 command line comments are preserved.  (In fact, the current
3864 implementation removes comments even before saving the macro
3865 replacement text, but it careful to do it in such a way that the
3866 observed effect is identical even in the function-like macro case.)
3867
3868 The ISO stringification operator @samp{#} and token paste operator
3869 @samp{##} have no special meaning.  As explained later, an effect
3870 similar to these operators can be obtained in a different way.  Macro
3871 names that are embedded in quotes, either from the main file or after
3872 macro replacement, do not expand.
3873
3874 CPP replaces an unquoted object-like macro name with its replacement
3875 text, and then rescans it for further macros to replace.  Unlike
3876 standard macro expansion, traditional macro expansion has no provision
3877 to prevent recursion.  If an object-like macro appears unquoted in its
3878 replacement text, it will be replaced again during the rescan pass,
3879 and so on @emph{ad infinitum}.  GCC detects when it is expanding
3880 recursive macros, emits an error message, and continues after the
3881 offending macro invocation.
3882
3883 @smallexample
3884 #define PLUS +
3885 #define INC(x) PLUS+x
3886 INC(foo);
3887      @expansion{} ++foo;
3888 @end smallexample
3889
3890 Function-like macros are similar in form but quite different in
3891 behavior to their ISO counterparts.  Their arguments are contained
3892 within parentheses, are comma-separated, and can cross physical lines.
3893 Commas within nested parentheses are not treated as argument
3894 separators.  Similarly, a quote in an argument cannot be left
3895 unclosed; a following comma or parenthesis that comes before the
3896 closing quote is treated like any other character.  There is no
3897 facility for handling variadic macros.
3898
3899 This implementation removes all comments from macro arguments, unless
3900 the @option{-C} option is given.  The form of all other horizontal
3901 whitespace in arguments is preserved, including leading and trailing
3902 whitespace.  In particular
3903
3904 @smallexample
3905 f( )
3906 @end smallexample
3907
3908 @noindent
3909 is treated as an invocation of the macro @samp{f} with a single
3910 argument consisting of a single space.  If you want to invoke a
3911 function-like macro that takes no arguments, you must not leave any
3912 whitespace between the parentheses.
3913
3914 If a macro argument crosses a new line, the new line is replaced with
3915 a space when forming the argument.  If the previous line contained an
3916 unterminated quote, the following line inherits the quoted state.
3917
3918 Traditional preprocessors replace parameters in the replacement text
3919 with their arguments regardless of whether the parameters are within
3920 quotes or not.  This provides a way to stringize arguments.  For
3921 example
3922
3923 @smallexample
3924 #define str(x) "x"
3925 str(/* @r{A comment} */some text )
3926      @expansion{} "some text "
3927 @end smallexample
3928
3929 @noindent
3930 Note that the comment is removed, but that the trailing space is
3931 preserved.  Here is an example of using a comment to effect token
3932 pasting.
3933
3934 @smallexample
3935 #define suffix(x) foo_/**/x
3936 suffix(bar)
3937      @expansion{} foo_bar
3938 @end smallexample
3939
3940 @node Traditional miscellany
3941 @section Traditional miscellany
3942
3943 Here are some things to be aware of when using the traditional
3944 preprocessor.
3945
3946 @itemize @bullet
3947 @item
3948 Preprocessing directives are recognized only when their leading
3949 @samp{#} appears in the first column.  There can be no whitespace
3950 between the beginning of the line and the @samp{#}, but whitespace can
3951 follow the @samp{#}.
3952
3953 @item
3954 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#error} or
3955 @samp{#pragma}, and may not recognize @samp{#elif}.  CPP supports all
3956 the directives in traditional mode that it supports in ISO mode,
3957 including extensions, with the exception that the effects of
3958 @samp{#pragma GCC poison} are undefined.
3959
3960 @item
3961 __STDC__ is not defined.
3962
3963 @item
3964 If you use digraphs the behavior is undefined.
3965
3966 @item
3967 If a line that looks like a directive appears within macro arguments,
3968 the behavior is undefined.
3969
3970 @end itemize
3971
3972 @node Traditional warnings
3973 @section Traditional warnings
3974 You can request warnings about features that did not exist, or worked
3975 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
3976 GCC does not warn about features of ISO C which you must use when you
3977 are using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
3978 operators.
3979
3980 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
3981
3982 @itemize @bullet
3983 @item
3984 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
3985 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
3986 but does not in ISO C@.
3987
3988 @item
3989 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
3990 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
3991 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
3992 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
3993 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
3994 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
3995 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
3996 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
3997 suggests avoiding it altogether.
3998
3999 @item
4000 A function-like macro that appears without an argument list.  In some
4001 traditional preprocessors this was an error.  In ISO C it merely means
4002 that the macro is not expanded.
4003
4004 @item
4005 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
4006
4007 @item
4008 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
4009 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
4010 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
4011 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
4012 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
4013 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
4014
4015 You can usually avoid the warning, and the related warning about
4016 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
4017 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
4018 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
4019 @end itemize
4020
4021 @node Implementation Details
4022 @chapter Implementation Details
4023
4024 Here we document details of how the preprocessor's implementation
4025 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
4026 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
4027 change subtly in future implementations.
4028
4029 Also documented here are obsolete features and changes from previous
4030 versions of CPP@.
4031
4032 @menu
4033 * Implementation-defined behavior::
4034 * Implementation limits::
4035 * Obsolete Features::
4036 * Differences from previous versions::
4037 @end menu
4038
4039 @node Implementation-defined behavior
4040 @section Implementation-defined behavior
4041 @cindex implementation-defined behavior
4042
4043 This is how CPP behaves in all the cases which the C standard
4044 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
4045 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
4046 and stick to it.
4047 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
4048
4049 @itemize @bullet
4050 @need 1000
4051 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
4052 execution character set.
4053
4054 The input character set can be specified using the
4055 @option{-finput-charset} option, while the execution character set may
4056 be controlled using the @option{-fexec-charset} and
4057 @option{-fwide-exec-charset} options.
4058
4059 @item Identifier characters.
4060 @anchor{Identifier characters}
4061
4062 The C and C++ standards allow identifiers to be composed of @samp{_}
4063 and the alphanumeric characters.  C++ and C99 also allow universal
4064 character names, and C99 further permits implementation-defined
4065 characters.  GCC currently only permits universal character names if
4066 @option{-fextended-identifiers} is used, because the implementation of
4067 universal character names in identifiers is experimental.
4068
4069 GCC allows the @samp{$} character in identifiers as an extension for
4070 most targets.  This is true regardless of the @option{std=} switch,
4071 since this extension cannot conflict with standards-conforming
4072 programs.  When preprocessing assembler, however, dollars are not
4073 identifier characters by default.
4074
4075 Currently the targets that by default do not permit @samp{$} are AVR,
4076 IP2K, MMIX, MIPS Irix 3, ARM aout, and PowerPC targets for the AIX
4077 operating system.
4078
4079 You can override the default with @option{-fdollars-in-identifiers} or
4080 @option{fno-dollars-in-identifiers}.  @xref{fdollars-in-identifiers}.
4081
4082 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
4083
4084 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
4085 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
4086 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
4087 same column as it did in the original source file.
4088
4089 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
4090
4091 The preprocessor and compiler interpret character constants in the
4092 same way; i.e.@: escape sequences such as @samp{\a} are given the
4093 values they would have on the target machine.
4094
4095 The compiler evaluates a multi-character character constant a character
4096 at a time, shifting the previous value left by the number of bits per
4097 target character, and then or-ing in the bit-pattern of the new
4098 character truncated to the width of a target character.  The final
4099 bit-pattern is given type @code{int}, and is therefore signed,
4100 regardless of whether single characters are signed or not (a slight
4101 change from versions 3.1 and earlier of GCC)@.  If there are more
4102 characters in the constant than would fit in the target @code{int} the
4103 compiler issues a warning, and the excess leading characters are
4104 ignored.
4105
4106 For example, @code{'ab'} for a target with an 8-bit @code{char} would be
4107 interpreted as @w{@samp{(int) ((unsigned char) 'a' * 256 + (unsigned char)
4108 'b')}}, and @code{'\234a'} as @w{@samp{(int) ((unsigned char) '\234' *
4109 256 + (unsigned char) 'a')}}.
4110
4111 @item Source file inclusion.
4112
4113 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
4114 @ref{Include Operation}.
4115
4116 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
4117 @samp{#include} directive.
4118
4119 @xref{Computed Includes}.
4120
4121 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
4122 results in a standard pragma.
4123
4124 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
4125 question does not arise.
4126
4127 Note that GCC does not yet implement any of the standard
4128 pragmas.
4129
4130 @end itemize
4131
4132 @node Implementation limits
4133 @section Implementation limits
4134 @cindex implementation limits
4135
4136 CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
4137 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
4138 and all the others known.  It is intended that there should be as few limits
4139 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
4140 please report that as a bug.  @xref{Bugs, , Reporting Bugs, gcc, Using
4141 the GNU Compiler Collection (GCC)}.
4142
4143 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
4144 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
4145 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
4146 therefore depend on many things, such as the size of other things
4147 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
4148 consumed by other processes on the same computer, etc.
4149
4150 @itemize @bullet
4151
4152 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
4153
4154 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
4155 The standard requires at least 15 levels.
4156
4157 @item Nesting levels of conditional inclusion.
4158
4159 The C standard mandates this be at least 63.  CPP is limited only by
4160 available memory.
4161
4162 @item Levels of parenthesized expressions within a full expression.
4163
4164 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
4165 conditional expressions, it is limited only by available memory.
4166
4167 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
4168
4169 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
4170 requires only that the first 63 be significant.
4171
4172 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
4173
4174 The standard requires at least 4095 be possible.  CPP is limited only
4175 by available memory.
4176
4177 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
4178
4179 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
4180 required by the standard is 127.
4181
4182 @item Number of characters on a logical source line.
4183
4184 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  CPP places
4185 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
4186 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
4187
4188 @item Maximum size of a source file.
4189
4190 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
4191 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
4192 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
4193 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
4194 may not be a limitation.
4195
4196 @end itemize
4197
4198 @node Obsolete Features
4199 @section Obsolete Features
4200
4201 CPP has some features which are present mainly for compatibility with
4202 older programs.  We discourage their use in new code.  In some cases,
4203 we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
4204
4205 @subsection Assertions
4206 @cindex assertions
4207
4208 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
4209 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
4210 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
4211 define them with preprocessing directives or command-line options.
4212
4213 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
4214 the compiler's target system and we added them for compatibility with
4215 existing compilers.  In practice they are just as unpredictable as the
4216 system-specific predefined macros.  In addition, they are not part of
4217 any standard, and only a few compilers support them.
4218 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
4219 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
4220 all.
4221
4222 @cindex predicates
4223 An assertion looks like this:
4224
4225 @smallexample
4226 #@var{predicate} (@var{answer})
4227 @end smallexample
4228
4229 @noindent
4230 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
4231 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
4232 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
4233 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
4234 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
4235 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
4236 answer.
4237
4238 @cindex testing predicates
4239 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
4240 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
4241 asserted as an answer for @code{machine}.
4242
4243 @smallexample
4244 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
4245 @end smallexample
4246
4247 @noindent
4248 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
4249 omitting the answer in the conditional:
4250
4251 @smallexample
4252 #if #machine
4253 @end smallexample
4254
4255 @findex #assert
4256 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
4257 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
4258 identifies assertions in conditionals.
4259
4260 @smallexample
4261 #assert @var{predicate} (@var{answer})
4262 @end smallexample
4263
4264 @noindent
4265 You may make several assertions with the same predicate and different
4266 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
4267 same predicate.  All the answers for any given predicate are
4268 simultaneously true.
4269
4270 @cindex assertions, canceling
4271 @findex #unassert
4272 Assertions can be canceled with the @samp{#unassert} directive.  It
4273 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
4274 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
4275 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
4276 leaving out the answer:
4277
4278 @smallexample
4279 #unassert @var{predicate}
4280 @end smallexample
4281
4282 @noindent
4283 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
4284 no effect.
4285
4286 You can also make or cancel assertions using command line options.
4287 @xref{Invocation}.
4288
4289 @node Differences from previous versions
4290 @section Differences from previous versions
4291 @cindex differences from previous versions
4292
4293 This section details behavior which has changed from previous versions
4294 of CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
4295 we do not promise not to, either.
4296
4297 The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
4298 behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
4299 used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
4300 they generally represent bugs in the snapshots.
4301
4302 @itemize @bullet
4303
4304 @item -I- deprecated
4305
4306 This option has been deprecated in 4.0.  @option{-iquote} is meant to
4307 replace the need for this option.
4308
4309 @item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
4310
4311 The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
4312 @samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
4313 at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
4314 which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
4315 ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
4316
4317 An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
4318 @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
4319 but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
4320
4321 GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
4322 left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
4323 then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
4324
4325 @item The form of whitespace between tokens in preprocessor output
4326
4327 @xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
4328 also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
4329 communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
4330 does not come up at all.
4331
4332 Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
4333 inserted lots more whitespace of their own, because they could not
4334 accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
4335 token pasting.
4336
4337 @item Optional argument when invoking rest argument macros
4338
4339 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
4340 when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
4341 standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
4342 versions accepted it silently.
4343
4344 @item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
4345
4346 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
4347 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
4348 in the macro invocation was empty, previous versions of CPP would
4349 back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
4350 (@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
4351 conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
4352
4353 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
4354 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
4355 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
4356 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
4357 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
4358
4359 @item @samp{#line} and @samp{#include}
4360
4361 The @samp{#line} directive used to change GCC's notion of the
4362 ``directory containing the current file'', used by @samp{#include} with
4363 a double-quoted header file name.  In 3.0 and later, it does not.
4364 @xref{Line Control}, for further explanation.
4365
4366 @item Syntax of @samp{#line}
4367
4368 In GCC 2.95 and previous, the string constant argument to @samp{#line}
4369 was treated the same way as the argument to @samp{#include}: backslash
4370 escapes were not honored, and the string ended at the second @samp{"}.
4371 This is not compliant with the C standard.  In GCC 3.0, an attempt was
4372 made to correct the behavior, so that the string was treated as a real
4373 string constant, but it turned out to be buggy.  In 3.1, the bugs have
4374 been fixed.  (We are not fixing the bugs in 3.0 because they affect
4375 relatively few people and the fix is quite invasive.)
4376
4377 @end itemize
4378
4379 @node Invocation
4380 @chapter Invocation
4381 @cindex invocation
4382 @cindex command line
4383
4384 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
4385 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
4386 preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
4387 here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
4388 except that the C compiler has different rules for specifying the output
4389 file.
4390
4391 @emph{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
4392 or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
4393 program's purpose is to translate your command into invocations of the
4394 programs that do the actual work.  Their command line interfaces are
4395 similar but not identical to the documented interface, and may change
4396 without notice.
4397
4398 @ignore
4399 @c man begin SYNOPSIS
4400 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
4401     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-iquote}@var{dir}@dots{}]
4402     [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
4403     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
4404     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}]
4405     [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
4406     [@option{-P}] [@option{-fno-working-directory}]
4407     [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
4408     @var{infile} @var{outfile}
4409
4410 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
4411 @c man end
4412 @c man begin SEEALSO
4413 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
4414 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
4415 @file{binutils}.
4416 @c man end
4417 @end ignore
4418
4419 @c man begin OPTIONS
4420 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
4421 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
4422 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
4423 by the combined input files is written in @var{outfile}.
4424
4425 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
4426 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
4427 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
4428 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
4429
4430 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
4431 which take an argument may have that argument appear either immediately
4432 after the option, or with a space between option and argument:
4433 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
4434
4435 @cindex grouping options
4436 @cindex options, grouping
4437 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
4438 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
4439 @w{@samp{-d -M}}.
4440
4441 @cindex options
4442 @include cppopts.texi
4443 @c man end
4444
4445 @node Environment Variables
4446 @chapter Environment Variables
4447 @cindex environment variables
4448 @c man begin ENVIRONMENT
4449
4450 This section describes the environment variables that affect how CPP
4451 operates.  You can use them to specify directories or prefixes to use
4452 when searching for include files, or to control dependency output.
4453
4454 Note that you can also specify places to search using options such as
4455 @option{-I}, and control dependency output with options like
4456 @option{-M} (@pxref{Invocation}).  These take precedence over
4457 environment variables, which in turn take precedence over the
4458 configuration of GCC@.
4459
4460 @include cppenv.texi
4461 @c man end
4462
4463 @page
4464 @include fdl.texi
4465
4466 @page
4467 @node Index of Directives
4468 @unnumbered Index of Directives
4469 @printindex fn
4470
4471 @node Option Index
4472 @unnumbered Option Index
4473 @noindent
4474 CPP's command line options and environment variables are indexed here
4475 without any initial @samp{-} or @samp{--}.
4476 @printindex op
4477
4478 @page
4479 @node Concept Index
4480 @unnumbered Concept Index
4481 @printindex cp
4482
4483 @bye