modula2: Pass --destdir for dir index during install of m2.info.
[official-gcc.git] / libstdc++-v3 / doc / xml / manual / using.xml
blob8ac7e74034c4f58dc7a03483dec40fbb26eb9323
1 <chapter xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" version="5.0"
2          xml:id="manual.intro.using" xreflabel="Using">
3   <info><title>Using</title></info>
4   <?dbhtml filename="using.html"?>
6   <section xml:id="manual.intro.using.flags" xreflabel="Flags"><info><title>Command Options</title></info>
8     <para>
9       The set of features available in the GNU C++ library is shaped by
10       several <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.3.2/gcc/Invoking-GCC.html">GCC
11       Command Options</link>. Options that impact libstdc++ are
12       enumerated and detailed in the table below.
13     </para>
15     <para>
16       The standard library conforms to the dialect of C++ specified by the
17       <option>-std</option> option passed to the compiler.
18       By default, <command>g++</command> is equivalent to
19       <command>g++ -std=gnu++17</command> since GCC 11, and
20       <command>g++ -std=gnu++14</command> in GCC 6, 7, 8, 9, and 10, and
21       <command>g++ -std=gnu++98</command> for older releases.
22     </para>
24  <table frame="all" xml:id="table.cmd_options">
25 <title>C++ Command Options</title>
27 <tgroup cols="2" align="left" colsep="1" rowsep="1">
28 <colspec colname="c1"/>
29 <colspec colname="c2"/>
31   <thead>
32     <row>
33       <entry>Option Flags</entry>
34       <entry>Description</entry>
35     </row>
36   </thead>
38   <tbody>
39     <row>
40       <entry><literal>-std=c++98</literal> or <literal>-std=c++03</literal>
41       </entry>
42       <entry>Use the 1998 ISO C++ standard plus amendments.</entry>
43     </row>
45     <row>
46       <entry><literal>-std=gnu++98</literal> or <literal>-std=gnu++03</literal>
47       </entry>
48       <entry>As directly above, with GNU extensions.</entry>
49     </row>
51     <row>
52       <entry><literal>-std=c++11</literal></entry>
53       <entry>Use the 2011 ISO C++ standard.</entry>
54     </row>
56     <row>
57       <entry><literal>-std=gnu++11</literal></entry>
58       <entry>As directly above, with GNU extensions.</entry>
59     </row>
61     <row>
62       <entry><literal>-std=c++14</literal></entry>
63       <entry>Use the 2014 ISO C++ standard.</entry>
64     </row>
66     <row>
67       <entry><literal>-std=gnu++14</literal></entry>
68       <entry>As directly above, with GNU extensions.</entry>
69     </row>
71     <row>
72       <entry>
73         <literal>-fno-exceptions</literal>
74       </entry>
75       <entry>See <link linkend="intro.using.exception.no">exception-free dialect</link></entry>
76     </row>
78     <row>
79       <entry>
80         <literal>-fno-rtti</literal>
81       </entry>
82       <entry>As above, but RTTI-free dialect.</entry>
83     </row>
85     <row>
86       <entry><literal>-pthread</literal></entry>
87       <entry>For ISO C++11
88         <filename class="headerfile">&lt;thread&gt;</filename>,
89         <filename class="headerfile">&lt;future&gt;</filename>,
90         <filename class="headerfile">&lt;mutex&gt;</filename>,
91         or <filename class="headerfile">&lt;condition_variable&gt;</filename>.
92       </entry>
93     </row>
95     <row>
96       <entry><literal>-latomic</literal></entry>
97       <entry>Linking to <filename class="libraryfile">libatomic</filename>
98         is required for some uses of ISO C++11
99         <filename class="headerfile">&lt;atomic&gt;</filename>.
100       </entry>
101     </row>
103     <row>
104       <entry><literal>-lstdc++exp</literal></entry>
105       <entry>Linking to <filename class="libraryfile">libstdc++exp.a</filename>
106         is required for use of experimental C++ library features.
107         This currently provides support for the C++23 types defined in the
108         <filename class="headerfile">&lt;stacktrace&gt;</filename> header,
109         the Filesystem library extensions defined in the
110         <filename class="headerfile">&lt;experimental/filesystem&gt;</filename>
111         header,
112         and the Contracts extensions enabled by <literal>-fcontracts</literal>.
113       </entry>
114     </row>
116     <row>
117       <entry><literal>-lstdc++fs</literal></entry>
118       <entry>Linking to <filename class="libraryfile">libstdc++fs.a</filename>
119         is another way to use the Filesystem library extensions defined in the
120         <filename class="headerfile">&lt;experimental/filesystem&gt;</filename>
121         header.
122         The <filename class="libraryfile">libstdc++exp.a</filename> library
123         also provides all the symbols contained in this library.
124       </entry>
125     </row>
127     <row>
128       <entry><literal>-fopenmp</literal></entry>
129       <entry>For <link linkend="manual.ext.parallel_mode">parallel</link> mode.</entry>
130     </row>
132     <row>
133       <entry><literal>-ltbb</literal></entry>
134       <entry>Linking to tbb (Thread Building Blocks) is required for use of the
135         Parallel Standard Algorithms and execution policies in
136         <filename class="headerfile">&lt;execution&gt;</filename>.
137       </entry>
138     </row>
140     <row>
141       <entry><literal>-ffreestanding</literal></entry>
142       <entry>
143         Limits the library to its freestanding subset.  Headers that are
144         not supported in freestanding will emit a "This header is not available
145         in freestanding mode" error.
146         Headers that are in the freestanding subset partially will not expose
147         functionality that is not part of the freestanding subset.
148       </entry>
149     </row>
151   </tbody>
153 </tgroup>
154 </table>
156   </section>
158   <section xml:id="manual.intro.using.headers" xreflabel="Headers"><info><title>Headers</title></info>
159     <?dbhtml filename="using_headers.html"?>
162     <section xml:id="manual.intro.using.headers.all" xreflabel="Header Files"><info><title>Header Files</title></info>
165    <para>
166      The C++ standard specifies the entire set of header files that
167      must be available to all hosted implementations.  Actually, the
168      word "files" is a misnomer, since the contents of the
169      headers don't necessarily have to be in any kind of external
170      file.  The only rule is that when one <code>#include</code>s a
171      header, the contents of that header become available, no matter
172      how.
173    </para>
175    <para>
176    That said, in practice files are used.
177    </para>
179    <para>
180      There are two main types of include files: header files related
181      to a specific version of the ISO C++ standard (called Standard
182      Headers), and all others (TS, TR1, C++ ABI, and Extensions).
183    </para>
185    <para>
186      Multiple dialects of standard headers are supported, corresponding to
187      the 1998 standard as updated for 2003, the 2011 standard, the 2014
188      standard, and so on.
189    </para>
191    <para>
192      <xref linkend="table.cxx98_headers"/> and
193      <xref linkend="table.cxx98_cheaders"/> and
194      <xref linkend="table.cxx98_deprheaders"/>
195      show the C++98/03 include files.
196      These are available in the C++98 compilation mode,
197      i.e. <code>-std=c++98</code> or <code>-std=gnu++98</code>.
198      Unless specified otherwise below, they are also available in later modes
199      (C++11, C++14 etc).
200    </para>
202 <table frame="all" xml:id="table.cxx98_headers">
203 <title>C++ 1998 Library Headers</title>
205 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
206 <colspec colname="c1"/>
207 <colspec colname="c2"/>
208 <colspec colname="c3"/>
209 <colspec colname="c4"/>
210 <colspec colname="c5"/>
211 <tbody>
212 <row>
213 <entry><filename class="headerfile">algorithm</filename></entry>
214 <entry><filename class="headerfile">bitset</filename></entry>
215 <entry><filename class="headerfile">complex</filename></entry>
216 <entry><filename class="headerfile">deque</filename></entry>
217 <entry><filename class="headerfile">exception</filename></entry>
218 </row>
219 <row>
220 <entry><filename class="headerfile">fstream</filename></entry>
221 <entry><filename class="headerfile">functional</filename></entry>
222 <entry><filename class="headerfile">iomanip</filename></entry>
223 <entry><filename class="headerfile">ios</filename></entry>
224 <entry><filename class="headerfile">iosfwd</filename></entry>
225 </row>
226 <row>
227 <entry><filename class="headerfile">iostream</filename></entry>
228 <entry><filename class="headerfile">istream</filename></entry>
229 <entry><filename class="headerfile">iterator</filename></entry>
230 <entry><filename class="headerfile">limits</filename></entry>
231 <entry><filename class="headerfile">list</filename></entry>
232 </row>
233 <row>
234 <entry><filename class="headerfile">locale</filename></entry>
235 <entry><filename class="headerfile">map</filename></entry>
236 <entry><filename class="headerfile">memory</filename></entry>
237 <entry><filename class="headerfile">new</filename></entry>
238 <entry><filename class="headerfile">numeric</filename></entry>
239 </row>
240 <row>
241 <entry><filename class="headerfile">ostream</filename></entry>
242 <entry><filename class="headerfile">queue</filename></entry>
243 <entry><filename class="headerfile">set</filename></entry>
244 <entry><filename class="headerfile">sstream</filename></entry>
245 <entry><filename class="headerfile">stack</filename></entry>
246 </row>
247 <row>
248 <entry><filename class="headerfile">stdexcept</filename></entry>
249 <entry><filename class="headerfile">streambuf</filename></entry>
250 <entry><filename class="headerfile">string</filename></entry>
251 <entry><filename class="headerfile">utility</filename></entry>
252 <entry><filename class="headerfile">typeinfo</filename></entry>
253 </row>
254 <row>
255 <entry><filename class="headerfile">valarray</filename></entry>
256 <entry><filename class="headerfile">vector</filename></entry>
257 <entry namest="c3" nameend="c5"/>
258 </row>
259 </tbody>
260 </tgroup>
261 </table>
263 <para/>
264 <table frame="all" xml:id="table.cxx98_cheaders">
265 <title>C++ 1998 Library Headers for C Library Facilities</title>
267 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
268 <colspec colname="c1"/>
269 <colspec colname="c2"/>
270 <colspec colname="c3"/>
271 <colspec colname="c4"/>
272 <colspec colname="c5"/>
273 <tbody>
274 <row>
275 <entry><filename class="headerfile">cassert</filename></entry>
276 <entry><filename class="headerfile">cerrno</filename></entry>
277 <entry><filename class="headerfile">cctype</filename></entry>
278 <entry><filename class="headerfile">cfloat</filename></entry>
279 <entry><filename class="headerfile">ciso646</filename></entry>
280 </row>
281 <row>
282 <entry><filename class="headerfile">climits</filename></entry>
283 <entry><filename class="headerfile">clocale</filename></entry>
284 <entry><filename class="headerfile">cmath</filename></entry>
285 <entry><filename class="headerfile">csetjmp</filename></entry>
286 <entry><filename class="headerfile">csignal</filename></entry>
287 </row>
288 <row>
289 <entry><filename class="headerfile">cstdarg</filename></entry>
290 <entry><filename class="headerfile">cstddef</filename></entry>
291 <entry><filename class="headerfile">cstdio</filename></entry>
292 <entry><filename class="headerfile">cstdlib</filename></entry>
293 <entry><filename class="headerfile">cstring</filename></entry>
294 </row>
295 <row>
296 <entry><filename class="headerfile">ctime</filename></entry>
297 <entry><filename class="headerfile">cwchar</filename></entry>
298 <entry><filename class="headerfile">cwctype</filename></entry>
299 <entry namest="c4" nameend="c5"/>
300 </row>
301 </tbody>
302 </tgroup>
303 </table>
305 <para>
306   The following header is deprecated
307   and might be removed from a future C++ standard.
308 </para>
310 <table frame="all" xml:id="table.cxx98_deprheaders">
311 <title>C++ 1998 Deprecated Library Header</title>
313 <tgroup cols="1" align="left" colsep="1" rowsep="1">
314 <colspec colname="c1"/>
315 <tbody>
316 <row>
317 <entry><filename class="headerfile">strstream</filename></entry>
318 </row>
319 </tbody>
320 </tgroup>
321 </table>
323 <para>
324 <xref linkend="table.cxx11_headers"/> and
325 <xref linkend="table.cxx11_cheaders"/> show the C++11 include files.
326 These are available in C++11 compilation
327 mode, i.e. <literal>-std=c++11</literal> or <literal>-std=gnu++11</literal>.
328 Including these headers in C++98/03 mode may result in compilation errors.
329 Unless specified otherwise below, they are also available in later modes
330 (C++14 etc).
331 </para>
333 <para/>
334 <table frame="all" xml:id="table.cxx11_headers">
335 <title>C++ 2011 Library Headers</title>
337 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
338 <colspec colname="c1"/>
339 <colspec colname="c2"/>
340 <colspec colname="c3"/>
341 <colspec colname="c4"/>
342 <colspec colname="c5"/>
343 <tbody>
345 <row>
346 <entry><filename class="headerfile">array</filename></entry>
347 <entry><filename class="headerfile">atomic</filename></entry>
348 <entry><filename class="headerfile">chrono</filename></entry>
349 <entry><filename class="headerfile">codecvt</filename></entry>
350 <entry><filename class="headerfile">condition_variable</filename></entry>
351 </row>
352 <row>
353 <entry><filename class="headerfile">forward_list</filename></entry>
354 <entry><filename class="headerfile">future</filename></entry>
355 <entry><filename class="headerfile">initalizer_list</filename></entry>
356 <entry><filename class="headerfile">mutex</filename></entry>
357 <entry><filename class="headerfile">random</filename></entry>
358 </row>
359 <row>
360 <entry><filename class="headerfile">ratio</filename></entry>
361 <entry><filename class="headerfile">regex</filename></entry>
362 <entry><filename class="headerfile">scoped_allocator</filename></entry>
363 <entry><filename class="headerfile">system_error</filename></entry>
364 <entry><filename class="headerfile">thread</filename></entry>
365 </row>
366 <row>
367 <entry><filename class="headerfile">tuple</filename></entry>
368 <entry><filename class="headerfile">typeindex</filename></entry>
369 <entry><filename class="headerfile">type_traits</filename></entry>
370 <entry><filename class="headerfile">unordered_map</filename></entry>
371 <entry><filename class="headerfile">unordered_set</filename></entry>
372 </row>
374 </tbody>
375 </tgroup>
376 </table>
378 <para/>
380 <table frame="all" xml:id="table.cxx11_cheaders">
381 <title>C++ 2011 Library Headers for C Library Facilities</title>
383 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
384 <colspec colname="c1"/>
385 <colspec colname="c2"/>
386 <colspec colname="c3"/>
387 <colspec colname="c4"/>
388 <colspec colname="c5"/>
389 <tbody>
390 <row>
391 <entry><filename class="headerfile">ccomplex</filename></entry>
392 <entry><filename class="headerfile">cfenv</filename></entry>
393 <entry><filename class="headerfile">cinttypes</filename></entry>
394 <entry><filename class="headerfile">cstdalign</filename></entry>
395 <entry><filename class="headerfile">cstdbool</filename></entry>
396 </row>
397 <row>
398 <entry><filename class="headerfile">cstdint</filename></entry>
399 <entry><filename class="headerfile">ctgmath</filename></entry>
400 <entry><filename class="headerfile">cuchar</filename></entry>
401 <entry namest="c4" nameend="c5"/>
402 </row>
403 </tbody>
404 </tgroup>
405 </table>
407 <para>
408 <xref linkend="table.cxx14_headers"/> shows the C++14 include file.
409 This is available in C++14 compilation
410 mode, i.e. <literal>-std=c++14</literal> or <literal>-std=gnu++14</literal>.
411 Including this header in C++98/03 mode or C++11 will not result in
412 compilation errors, but will not define anything.
413 Unless specified otherwise below, it is also available in later modes
414 (C++17 etc).
415 </para>
417 <para/>
418 <table frame="all" xml:id="table.cxx14_headers">
419 <title>C++ 2014 Library Header</title>
421 <tgroup cols="1" align="left" colsep="1" rowsep="1">
422 <colspec colname="c1"/>
423 <tbody>
424 <row>
425 <entry><filename class="headerfile">shared_mutex</filename></entry>
426 </row>
427 </tbody>
428 </tgroup>
429 </table>
431 <para>
432 <xref linkend="table.cxx17_headers"/> shows the C++17 include files.
433 These are available in C++17 compilation
434 mode, i.e. <literal>-std=c++17</literal> or <literal>-std=gnu++17</literal>.
435 Including these headers in earlier modes will not result in
436 compilation errors, but will not define anything.
437 Unless specified otherwise below, they are also available in later modes
438 (C++20 etc).
439 </para>
441 <para/>
442 <table frame="all" xml:id="table.cxx17_headers">
443 <title>C++ 2017 Library Headers</title>
445 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
446 <colspec colname="c1"/>
447 <colspec colname="c2"/>
448 <colspec colname="c3"/>
449 <colspec colname="c4"/>
450 <colspec colname="c5"/>
451 <tbody>
452 <row>
453 <entry><filename class="headerfile">any</filename></entry>
454 <entry><filename class="headerfile">charconv</filename></entry>
455 <entry><filename class="headerfile">execution</filename></entry>
456 <entry><filename class="headerfile">filesystem</filename></entry>
457 <entry><filename class="headerfile">memory_resource</filename></entry>
458 </row>
459 <row>
460 <entry><filename class="headerfile">optional</filename></entry>
461 <entry><filename class="headerfile">string_view</filename></entry>
462 <entry><filename class="headerfile">variant</filename></entry>
463 <entry namest="c4" nameend="c5"/>
464 </row>
465 </tbody>
466 </tgroup>
467 </table>
469 <para>
470 <xref linkend="table.cxx20_headers"/>
471 shows the C++20 include files.
472 These are available in C++20 compilation
473 mode, i.e. <literal>-std=c++20</literal> or <literal>-std=gnu++20</literal>.
474 Including these headers in earlier modes will not result in
475 compilation errors, but will not define anything.
476 <!--
477 Unless specified otherwise below, they are also available in later modes
478 (C++23 etc).
480 </para>
482 <para/>
483 <table frame="all" xml:id="table.cxx20_headers">
484 <title>C++ 2020 Library Headers</title>
486 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
487 <colspec colname="c1"/>
488 <colspec colname="c2"/>
489 <colspec colname="c3"/>
490 <colspec colname="c4"/>
491 <colspec colname="c5"/>
492 <tbody>
493 <row>
494 <entry><filename class="headerfile">barrier</filename></entry>
495 <entry><filename class="headerfile">bit</filename></entry>
496 <entry><filename class="headerfile">charconv</filename></entry>
497 <entry><filename class="headerfile">compare</filename></entry>
498 <entry><filename class="headerfile">concepts</filename></entry>
499 </row>
500 <row>
501 <entry><filename class="headerfile">coroutine</filename></entry>
502 <entry><filename class="headerfile">format</filename></entry>
503 <entry><filename class="headerfile">latch</filename></entry>
504 <entry><filename class="headerfile">numbers</filename></entry>
505 <entry><filename class="headerfile">ranges</filename></entry>
506 </row>
507 <row>
508 <entry><filename class="headerfile">semaphore</filename></entry>
509 <entry><filename class="headerfile">source_location</filename></entry>
510 <entry><filename class="headerfile">span</filename></entry>
511 <entry><filename class="headerfile">stop_token</filename></entry>
512 <entry><filename class="headerfile">syncstream</filename></entry>
513 </row>
514 <row>
515 <entry><filename class="headerfile">version</filename></entry>
516 <entry namest="c2" nameend="c5"/>
517 </row>
518 </tbody>
519 </tgroup>
520 </table>
522 <para>
523   The following headers have been removed in the C++20 standard.
524   They are still available when using this implementation, but in future
525   they might start to produce warnings or errors when included in C++20 mode.
526   Programs that intend to be portable should not include them.
527 </para>
529 <table frame="all" xml:id="table.cxx20_deprheaders">
530 <title>C++ 2020 Obsolete Headers</title>
532 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
533 <colspec colname="c1"/>
534 <colspec colname="c2"/>
535 <colspec colname="c3"/>
536 <colspec colname="c4"/>
537 <colspec colname="c5"/>
538 <tbody>
539 <row>
540 <entry><filename class="headerfile">ccomplex</filename></entry>
541 <entry><filename class="headerfile">ciso646</filename></entry>
542 <entry><filename class="headerfile">cstdalign</filename></entry>
543 <entry><filename class="headerfile">cstdbool</filename></entry>
544 <entry><filename class="headerfile">ctgmath</filename></entry>
545 </row>
546 </tbody>
547 </tgroup>
548 </table>
550 <para>
551 <xref linkend="table.cxx23_headers"/>
552 shows the C++23 include files.
553 These are available in C++23 compilation
554 mode, i.e. <literal>-std=c++23</literal> or <literal>-std=gnu++23</literal>.
555 Including these headers in earlier modes will not result in
556 compilation errors, but will not define anything.
557 <!--
558 Unless specified otherwise below, they are also available in later modes
559 (C++26 etc).
561 </para>
563 <para/>
564 <table frame="all" xml:id="table.cxx23_headers">
565 <title>C++ 2023 Library Headers</title>
567 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
568 <colspec colname="c1"/>
569 <colspec colname="c2"/>
570 <colspec colname="c3"/>
571 <colspec colname="c4"/>
572 <colspec colname="c5"/>
573 <tbody>
574 <row>
575 <entry><filename class="headerfile">expected</filename></entry>
576 <entry><filename class="headerfile">generator</filename></entry>
577 <entry><filename class="headerfile">print</filename></entry>
578 <entry><filename class="headerfile">spanstream</filename></entry>
579 <entry><filename class="headerfile">stacktrace</filename></entry>
580 </row>
581 <row>
582 <entry><filename class="headerfile">stdatomic.h</filename></entry>
583 <entry><filename class="headerfile">stdfloat</filename></entry>
584 <entry namest="c3" nameend="c5"/>
585 <!-- TODO flat_map, flat_set, mdspan -->
586 </row>
587 </tbody>
588 </tgroup>
589 </table>
591 <para>
592 <xref linkend="table.cxx26_headers"/>
593 shows the C++26 include files.
594 These are available in C++26 compilation
595 mode, i.e. <literal>-std=c++26</literal> or <literal>-std=gnu++26</literal>.
596 Including these headers in earlier modes will not result in
597 compilation errors, but will not define anything.
598 <!--
599 Unless specified otherwise below, they are also available in later modes
600 (C++2d etc).
602 </para>
604 <para/>
605 <table frame="all" xml:id="table.cxx26_headers">
606 <title>C++ 2026 Library Headers</title>
608 <tgroup cols="1" align="left" colsep="1" rowsep="1">
609 <colspec colname="c1"/>
610 <!--
611 <colspec colname="c2"/>
612 <colspec colname="c3"/>
613 <colspec colname="c4"/>
614 <colspec colname="c5"/>
616 <tbody>
617 <row>
618 <entry><filename class="headerfile">text_encoding</filename></entry>
619 <!-- TODO debugging, hazard_pointer, linalg, rcu -->
620 </row>
621 </tbody>
622 </tgroup>
623 </table>
626 <para>
627 <xref linkend="table.filesystemts_headers"/>,
628 shows the additional include file define by the
629 File System Technical Specification, ISO/IEC TS 18822:2015.
630 This is available in C++11 and later compilation modes.
631 Including this header in earlier modes will not result in
632 compilation errors, but will not define anything.
633 </para>
635 <para/>
636 <table frame="all" xml:id="table.filesystemts_headers">
637 <title>File System TS Header</title>
639 <tgroup cols="1" align="left" colsep="1" rowsep="1">
640 <colspec colname="c1"/>
641 <tbody>
642 <row>
643 <entry><filename class="headerfile">experimental/filesystem</filename></entry>
644 </row>
645 </tbody>
646 </tgroup>
647 </table>
650 <para>
651 <xref linkend="table.libfundts_headers"/>,
652 shows the additional include files define by the C++ Extensions for
653 Library Fundamentals Technical Specification, ISO/IEC TS 19568:2015,
654 ISO/IEC TS 19568:2017, and ISO/IEC TS 19568:2024.
655 These are available in C++14 and later compilation modes, except for
656 <filename class="headerfile">&lt;experimental/scope&gt;</filename>
657 which is available in C++20 and later compilation modes.
658 Including these headers in earlier modes will not result in
659 compilation errors, but will not define anything.
660 </para>
662 <para/>
663 <table frame="all" xml:id="table.libfundts_headers">
664 <title>Library Fundamentals TS Headers</title>
666 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
667 <colspec colname="c1"/>
668 <colspec colname="c2"/>
669 <colspec colname="c3"/>
670 <colspec colname="c4"/>
671 <colspec colname="c5"/>
672 <tbody>
673 <row>
674 <entry><filename class="headerfile">experimental/algorithm</filename></entry>
675 <entry><filename class="headerfile">experimental/any</filename></entry>
676 <entry><filename class="headerfile">experimental/array</filename></entry>
677 <entry><filename class="headerfile">experimental/chrono</filename></entry>
678 <entry><filename class="headerfile">experimental/deque</filename></entry>
679 </row>
680 <row>
681 <entry><filename class="headerfile">experimental/forward_list</filename></entry>
682 <entry><filename class="headerfile">experimental/functional</filename></entry>
683 <entry><filename class="headerfile">experimental/iterator</filename></entry>
684 <entry><filename class="headerfile">experimental/list</filename></entry>
685 <entry><filename class="headerfile">experimental/map</filename></entry>
686 </row>
687 <row>
688 <entry><filename class="headerfile">experimental/memory</filename></entry>
689 <entry><filename class="headerfile">experimental/memory_resource</filename></entry>
690 <entry><filename class="headerfile">experimental/numeric</filename></entry>
691 <entry><filename class="headerfile">experimental/optional</filename></entry>
692 <entry><filename class="headerfile">experimental/propagate_const</filename></entry>
693 </row>
694 <row>
695 <entry><filename class="headerfile">experimental/random</filename></entry>
696 <entry><filename class="headerfile">experimental/ratio</filename></entry>
697 <entry><filename class="headerfile">experimental/regex</filename></entry>
698 <entry><filename class="headerfile">experimental/scope</filename></entry>
699 <entry><filename class="headerfile">experimental/set</filename></entry>
700 </row>
701 <row>
702 <entry><filename class="headerfile">experimental/source_location</filename></entry>
703 <entry><filename class="headerfile">experimental/string</filename></entry>
704 <entry><filename class="headerfile">experimental/string_view</filename></entry>
705 <entry><filename class="headerfile">experimental/system_error</filename></entry>
706 <entry><filename class="headerfile">experimental/tuple</filename></entry>
707 </row>
708 <row>
709 <entry><filename class="headerfile">experimental/type_traits</filename></entry>
710 <entry><filename class="headerfile">experimental/unordered_map</filename></entry>
711 <entry><filename class="headerfile">experimental/unordered_set</filename></entry>
712 <entry><filename class="headerfile">experimental/utility</filename></entry>
713 <entry><filename class="headerfile">experimental/vector</filename></entry>
714 </row>
715 </tbody>
716 </tgroup>
717 </table>
720 <para>
721 <xref linkend="table.networkingts_headers"/>,
722 shows the additional include files define by the
723 Networking Technical Specification, ISO/IEC TS 19216:2018.
724 These are available in C++14 and later compilation modes.
725 Including these headers in earlier modes will not result in
726 compilation errors, but will not define anything.
727 </para>
729 <para/>
730 <table frame="all" xml:id="table.networkingts_headers">
731 <title>Networking TS Headers</title>
733 <tgroup cols="4" align="left" colsep="1" rowsep="1">
734 <colspec colname="c1"/>
735 <colspec colname="c2"/>
736 <colspec colname="c3"/>
737 <colspec colname="c4"/>
738 <tbody>
739 <row>
740 <entry><filename class="headerfile">experimental/buffer</filename></entry>
741 <entry><filename class="headerfile">experimental/executor</filename></entry>
742 <entry><filename class="headerfile">experimental/internet</filename></entry>
743 <entry><filename class="headerfile">experimental/io_context</filename></entry>
744 </row>
745 <row>
746 <entry><filename class="headerfile">experimental/net</filename></entry>
747 <entry><filename class="headerfile">experimental/netfwd</filename></entry>
748 <entry><filename class="headerfile">experimental/socket</filename></entry>
749 <entry><filename class="headerfile">experimental/timer</filename></entry>
750 </row>
751 </tbody>
752 </tgroup>
753 </table>
756 <para>
757   In addition, TR1 includes as:
758 </para>
760 <table frame="all" xml:id="table.tr1_headers">
761 <title>C++ TR 1 Library Headers</title>
763 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
764 <colspec colname="c1"/>
765 <colspec colname="c2"/>
766 <colspec colname="c3"/>
767 <colspec colname="c4"/>
768 <colspec colname="c5"/>
769 <tbody>
771 <row>
772 <entry><filename class="headerfile">tr1/array</filename></entry>
773 <entry><filename class="headerfile">tr1/complex</filename></entry>
774 <entry><filename class="headerfile">tr1/memory</filename></entry>
775 <entry><filename class="headerfile">tr1/functional</filename></entry>
776 <entry><filename class="headerfile">tr1/random</filename></entry>
777 </row>
778 <row>
779 <entry><filename class="headerfile">tr1/regex</filename></entry>
780 <entry><filename class="headerfile">tr1/tuple</filename></entry>
781 <entry><filename class="headerfile">tr1/type_traits</filename></entry>
782 <entry><filename class="headerfile">tr1/unordered_map</filename></entry>
783 <entry><filename class="headerfile">tr1/unordered_set</filename></entry>
784 </row>
785 <row>
786 <entry><filename class="headerfile">tr1/utility</filename></entry>
787 <entry namest="c2" nameend="c5"/>
788 </row>
790 </tbody>
791 </tgroup>
792 </table>
794 <para/>
797 <table frame="all" xml:id="table.tr1_cheaders">
798 <title>C++ TR 1 Library Headers for C Library Facilities</title>
800 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
801 <colspec colname="c1"/>
802 <colspec colname="c2"/>
803 <colspec colname="c3"/>
804 <colspec colname="c4"/>
805 <colspec colname="c5"/>
806 <tbody>
808 <row>
809 <entry><filename class="headerfile">tr1/ccomplex</filename></entry>
810 <entry><filename class="headerfile">tr1/cfenv</filename></entry>
811 <entry><filename class="headerfile">tr1/cfloat</filename></entry>
812 <entry><filename class="headerfile">tr1/cmath</filename></entry>
813 <entry><filename class="headerfile">tr1/cinttypes</filename></entry>
814 </row>
815 <row>
816 <entry><filename class="headerfile">tr1/climits</filename></entry>
817 <entry><filename class="headerfile">tr1/cstdarg</filename></entry>
818 <entry><filename class="headerfile">tr1/cstdbool</filename></entry>
819 <entry><filename class="headerfile">tr1/cstdint</filename></entry>
820 <entry><filename class="headerfile">tr1/cstdio</filename></entry>
821 </row>
822 <row>
823 <entry><filename class="headerfile">tr1/cstdlib</filename></entry>
824 <entry><filename class="headerfile">tr1/ctgmath</filename></entry>
825 <entry><filename class="headerfile">tr1/ctime</filename></entry>
826 <entry><filename class="headerfile">tr1/cwchar</filename></entry>
827 <entry><filename class="headerfile">tr1/cwctype</filename></entry>
828 </row>
830 </tbody>
831 </tgroup>
832 </table>
835 <para>Decimal floating-point arithmetic is available if the C++
836 compiler supports scalar decimal floating-point types defined via
837 <code>__attribute__((mode(SD|DD|LD)))</code>.
838 </para>
840 <table frame="all" xml:id="table.decfp_headers">
841 <title>C++ TR 24733 Decimal Floating-Point Header</title>
843 <tgroup cols="1" align="left" colsep="1" rowsep="1">
844 <colspec colname="c1"/>
845 <tbody>
846 <row>
847 <entry><filename class="headerfile">decimal/decimal</filename></entry>
848 </row>
849 </tbody>
850 </tgroup>
851 </table>
853 <para>
854   Also included are files for the C++ ABI interface:
855 </para>
857 <table frame="all" xml:id="table.abi_headers">
858 <title>C++ ABI Headers</title>
860 <tgroup cols="2" align="left" colsep="1" rowsep="1">
861 <colspec colname="c1"/>
862 <colspec colname="c2"/>
863 <tbody>
864 <row><entry><filename class="headerfile">cxxabi.h</filename></entry><entry><filename class="headerfile">cxxabi_forced.h</filename></entry></row>
865 </tbody>
866 </tgroup>
867 </table>
869 <para>
870   And a large variety of extensions.
871 </para>
873 <table frame="all" xml:id="table.ext_headers">
874 <title>Extension Headers</title>
876 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
877 <colspec colname="c1"/>
878 <colspec colname="c2"/>
879 <colspec colname="c3"/>
880 <colspec colname="c4"/>
881 <colspec colname="c5"/>
882 <tbody>
884 <row>
885 <entry><filename class="headerfile">ext/algorithm</filename></entry>
886 <entry><filename class="headerfile">ext/atomicity.h</filename></entry>
887 <entry><filename class="headerfile">ext/bitmap_allocator.h</filename></entry>
888 <entry><filename class="headerfile">ext/cast.h</filename></entry>
889 </row>
890 <row>
891 <entry><filename class="headerfile">ext/codecvt_specializations.h</filename></entry>
892 <entry><filename class="headerfile">ext/concurrence.h</filename></entry>
893 <entry><filename class="headerfile">ext/debug_allocator.h</filename></entry>
894 <entry><filename class="headerfile">ext/enc_filebuf.h</filename></entry>
895 <entry><filename class="headerfile">ext/extptr_allocator.h</filename></entry>
896 </row>
897 <row>
898 <entry><filename class="headerfile">ext/functional</filename></entry>
899 <entry><filename class="headerfile">ext/iterator</filename></entry>
900 <entry><filename class="headerfile">ext/malloc_allocator.h</filename></entry>
901 <entry><filename class="headerfile">ext/memory</filename></entry>
902 <entry><filename class="headerfile">ext/mt_allocator.h</filename></entry>
903 </row>
904 <row>
905 <entry><filename class="headerfile">ext/new_allocator.h</filename></entry>
906 <entry><filename class="headerfile">ext/numeric</filename></entry>
907 <entry><filename class="headerfile">ext/numeric_traits.h</filename></entry>
908 <entry><filename class="headerfile">ext/pb_ds/assoc_container.h</filename></entry>
909 <entry><filename class="headerfile">ext/pb_ds/priority_queue.h</filename></entry>
910 </row>
911 <row>
912 <entry><filename class="headerfile">ext/pod_char_traits.h</filename></entry>
913 <entry><filename class="headerfile">ext/pool_allocator.h</filename></entry>
914 <entry><filename class="headerfile">ext/rb_tree</filename></entry>
915 <entry><filename class="headerfile">ext/rope</filename></entry>
916 <entry><filename class="headerfile">ext/slist</filename></entry>
917 </row>
918 <row>
919 <entry><filename class="headerfile">ext/stdio_filebuf.h</filename></entry>
920 <entry><filename class="headerfile">ext/stdio_sync_filebuf.h</filename></entry>
921 <entry><filename class="headerfile">ext/throw_allocator.h</filename></entry>
922 <entry><filename class="headerfile">ext/typelist.h</filename></entry>
923 <entry><filename class="headerfile">ext/type_traits.h</filename></entry>
924 </row>
925 <row>
926 <entry><filename class="headerfile">ext/vstring.h</filename></entry>
927 <entry namest="c2" nameend="c5"/>
928 </row>
930 </tbody>
931 </tgroup>
932 </table>
934 <para/>
936 <table frame="all" xml:id="table.debug_headers">
937 <title>Extension Debug Headers</title>
939 <tgroup cols="5" align="left" colsep="1" rowsep="1">
940 <colspec colname="c1"/>
941 <colspec colname="c2"/>
942 <colspec colname="c3"/>
943 <colspec colname="c4"/>
944 <colspec colname="c5"/>
945 <tbody>
947 <row>
948 <entry><filename class="headerfile">debug/array</filename></entry>
949 <entry><filename class="headerfile">debug/bitset</filename></entry>
950 <entry><filename class="headerfile">debug/deque</filename></entry>
951 <entry><filename class="headerfile">debug/forward_list</filename></entry>
952 <entry><filename class="headerfile">debug/list</filename></entry>
953 </row>
954 <row>
955 <entry><filename class="headerfile">debug/map</filename></entry>
956 <entry><filename class="headerfile">debug/set</filename></entry>
957 <entry><filename class="headerfile">debug/string</filename></entry>
958 <entry><filename class="headerfile">debug/unordered_map</filename></entry>
959 <entry><filename class="headerfile">debug/unordered_set</filename></entry>
960 </row>
961 <row>
962 <entry><filename class="headerfile">debug/vector</filename></entry>
963 <entry namest="c2" nameend="c5"/>
964 </row>
966 </tbody>
967 </tgroup>
968 </table>
970 <para/>
972 <table frame="all" xml:id="table.parallel_headers">
973 <title>Extension Parallel Headers</title>
975 <tgroup cols="2" align="left" colsep="1" rowsep="1">
976 <colspec colname="c1"/>
977 <colspec colname="c2"/>
978 <tbody>
979 <row>
980 <entry><filename class="headerfile">parallel/algorithm</filename></entry>
981 <entry><filename class="headerfile">parallel/numeric</filename></entry>
982 </row>
983 </tbody>
984 </tgroup>
985 </table>
987     </section>
989     <section xml:id="manual.intro.using.headers.mixing" xreflabel="Mixing Headers"><info><title>Mixing Headers</title></info>
992 <para> A few simple rules.
993 </para>
995 <para>First, mixing different dialects of the standard headers is not
996 possible. It's an all-or-nothing affair. Thus, code like
997 </para>
999 <programlisting>
1000 #include &lt;array&gt;
1001 #include &lt;functional&gt;
1002 </programlisting>
1004 <para>Implies C++11 mode. To use the entities in &lt;array&gt;, the C++11
1005 compilation mode must be used, which implies the C++11 functionality
1006 (and deprecations) in &lt;functional&gt; will be present.
1007 </para>
1009 <para>Second, the other headers can be included with either dialect of
1010 the standard headers, although features and types specific to C++11
1011 are still only enabled when in C++11 compilation mode. So, to use
1012 rvalue references with <code>__gnu_cxx::vstring</code>, or to use the
1013 debug-mode versions of <code>std::unordered_map</code>, one must use
1014 the <code>std=gnu++11</code> compiler flag. (Or <code>std=c++11</code>, of course.)
1015 </para>
1017 <para>A special case of the second rule is the mixing of TR1 and C++11
1018 facilities. It is possible (although not especially prudent) to
1019 include both the TR1 version and the C++11 version of header in the
1020 same translation unit:
1021 </para>
1023 <programlisting>
1024 #include &lt;tr1/type_traits&gt;
1025 #include &lt;type_traits&gt;
1026 </programlisting>
1028 <para> Several parts of C++11 diverge quite substantially from TR1 predecessors.
1029 </para>
1030     </section>
1032     <section xml:id="manual.intro.using.headers.cheaders" xreflabel="C Headers and"><info><title>The C Headers and <code>namespace std</code></title></info>
1035 <para>
1036         The standard specifies that if one includes the C-style header
1037         (&lt;math.h&gt; in this case), the symbols will be available
1038         in the global namespace and perhaps in
1039         namespace <code>std::</code> (but this is no longer a firm
1040         requirement.) On the other hand, including the C++-style
1041         header (&lt;cmath&gt;) guarantees that the entities will be
1042         found in namespace std and perhaps in the global namespace.
1043       </para>
1045 <para>
1046 Usage of C++-style headers is recommended, as then
1047 C-linkage names can be disambiguated by explicit qualification, such
1048 as by <code>std::abort</code>. In addition, the C++-style headers can
1049 use function overloading to provide a simpler interface to certain
1050 families of C-functions. For instance in &lt;cmath&gt;, the
1051 function <code>std::sin</code> has overloads for all the builtin
1052 floating-point types. This means that <code>std::sin</code> can be
1053 used uniformly, instead of a combination
1054 of <code>std::sinf</code>, <code>std::sin</code>,
1055 and <code>std::sinl</code>.
1056 </para>
1057     </section>
1059     <section xml:id="manual.intro.using.headers.pre" xreflabel="Precompiled Headers"><info><title>Precompiled Headers</title></info>
1063 <para>There are three base header files that are provided. They can be
1064 used to precompile the standard headers and extensions into binary
1065 files that may then be used to speed up compilations that use these headers.
1066 </para>
1069 <itemizedlist>
1070 <listitem>
1071   <para>stdc++.h</para>
1072 <para>Includes all standard headers. Actual content varies depending on
1073 <link linkend="manual.intro.using.flags">language dialect</link>.
1074 </para>
1075 </listitem>
1077 <listitem>
1078   <para>stdtr1c++.h</para>
1079 <para>Includes all of &lt;stdc++.h&gt;, and adds all the TR1 headers.
1080 </para>
1081 </listitem>
1083 <listitem><para>extc++.h</para>
1084 <para>Includes all of &lt;stdc++.h&gt;, and adds all the Extension headers
1085 (and in C++98 mode also adds all the TR1 headers by including all of
1086 &lt;stdtr1c++.h&gt;).
1087 </para></listitem>
1088 </itemizedlist>
1090 <para>To construct a .gch file from one of these base header files,
1091 first find the include directory for the compiler. One way to do
1092 this is:</para>
1094 <programlisting>
1095 g++ -v hello.cc
1097 #include &lt;...&gt; search starts here:
1098  /mnt/share/bld/H-x86-gcc.20071201/include/c++/4.3.0
1100 End of search list.
1101 </programlisting>
1104 <para>Then, create a precompiled header file with the same flags that
1105 will be used to compile other projects.</para>
1107 <programlisting>
1108 g++ -Winvalid-pch -x c++-header -g -O2 -o ./stdc++.h.gch /mnt/share/bld/H-x86-gcc.20071201/include/c++/4.3.0/x86_64-unknown-linux-gnu/bits/stdc++.h
1109 </programlisting>
1111 <para>The resulting file will be quite large: the current size is around
1112 thirty megabytes. </para>
1114 <para>How to use the resulting file.</para>
1116 <programlisting>
1117 g++ -I. -include stdc++.h  -H -g -O2 hello.cc
1118 </programlisting>
1120 <para>Verification that the PCH file is being used is easy:</para>
1122 <programlisting>
1123 g++ -Winvalid-pch -I. -include stdc++.h -H -g -O2 hello.cc -o test.exe
1124 ! ./stdc++.h.gch
1125 . /mnt/share/bld/H-x86-gcc.20071201/include/c++/4.3.0/iostream
1126 . /mnt/share/bld/H-x86-gcc.20071201include/c++/4.3.0/string
1127 </programlisting>
1129 <para>The exclamation point to the left of the <code>stdc++.h.gch</code> listing means that the generated PCH file was used.</para>
1130 <para/>
1132 <para> Detailed information about creating precompiled header files can be found in the GCC <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Precompiled-Headers.html">documentation</link>.
1133 </para>
1135     </section>
1136   </section>
1139   <section xml:id="manual.intro.using.macros" xreflabel="Macros"><info><title>Macros</title></info>
1140     <?dbhtml filename="using_macros.html"?>
1143    <para>
1144      All library macros begin with <code>_GLIBCXX_</code>.
1145    </para>
1147    <para>
1148      Furthermore, all pre-processor macros, switches, and
1149       configuration options are gathered in the
1150       file <filename class="headerfile">c++config.h</filename>, which
1151       is generated during the libstdc++ configuration and build
1152       process. This file is then included when needed by files part of
1153       the public libstdc++ API, like
1154       <filename class="headerfile">&lt;ios&gt;</filename>. Most of these
1155       macros should not be used by consumers of libstdc++, and are reserved
1156       for internal implementation use. <emphasis>These macros cannot
1157       be redefined</emphasis>.
1158    </para>
1160    <para>
1161      A select handful of macros control libstdc++ extensions and extra
1162       features, or provide versioning information for the API.  Only
1163       those macros listed below are offered for consideration by the
1164       general public.
1165    </para>
1167    <para>Below are the macros which users may check for library version
1168       information. </para>
1170     <variablelist>
1171     <varlistentry>
1172       <term><code>_GLIBCXX_RELEASE</code></term>
1173       <listitem>
1174         <para>The major release number for libstdc++.  This macro is defined
1175         to the GCC major version that the libstdc++ headers belong to,
1176         as an integer constant.
1177         When compiling with GCC it has the same value as GCC's pre-defined
1178         macro <symbol>__GNUC__</symbol>.
1179         This macro can be used when libstdc++ is used with a non-GNU
1180         compiler where <symbol>__GNUC__</symbol> is not defined, or has a
1181         different value that doesn't correspond to the libstdc++ version.
1182         This macro first appeared in the GCC 7.1 release and is not defined
1183         for GCC 6.x or older releases.
1184       </para>
1185       </listitem>
1186     </varlistentry>
1187     <varlistentry>
1188       <term><code>__GLIBCXX__</code></term>
1189       <listitem>
1190         <para>The revision date of the libstdc++ source code,
1191         in compressed ISO date format, as an unsigned
1192         long. For notes about using this macro and details on the value of
1193         this macro for a particular release, please consult the
1194         <link linkend="abi.versioning.__GLIBCXX__">ABI History</link>
1195         appendix.
1196         </para>
1197       </listitem>
1198     </varlistentry>
1199     </variablelist>
1201    <para>Below are the macros which users may change with #define/#undef or
1202       with -D/-U compiler flags.  The default state of the symbol is
1203       listed.</para>
1205    <para><quote>Configurable</quote> (or <quote>Not configurable</quote>) means
1206       that the symbol is initially chosen (or not) based on
1207       --enable/--disable options at library build and configure time
1208       (documented in
1209       <link linkend="manual.intro.setup.configure">Configure</link>),
1210       with the various --enable/--disable choices being translated to
1211       #define/#undef).
1212    </para>
1214    <para> <acronym>ABI</acronym>-changing means that changing from the default value may
1215   mean changing the <acronym>ABI</acronym> of compiled code. In other words,
1216   these choices control code which has already been compiled (i.e., in a
1217   binary such as libstdc++.a/.so).  If you explicitly #define or
1218   #undef these macros, the <emphasis>headers</emphasis> may see different code
1219   paths, but the <emphasis>libraries</emphasis> which you link against will not.
1220   Experimenting with different values with the expectation of
1221   consistent linkage requires changing the config headers before
1222   building/installing the library.
1223    </para>
1225     <variablelist>
1226     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_USE_DEPRECATED</code></term>
1227     <listitem>
1228       <para>
1229         Defined to the value <literal>1</literal> by default.
1230         Not configurable. ABI-changing. Turning this off
1231         removes older ARM-style iostreams code, and other anachronisms
1232         from the API.  This macro is dependent on the version of the
1233         standard being tracked, and as a result may give different results for
1234         different <code>-std</code> options.  This may
1235         be useful in updating old C++ code which no longer meet the
1236         requirements of the language, or for checking current code
1237         against new language standards.
1238     </para>
1239     </listitem></varlistentry>
1241     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI</code></term>
1242     <listitem>
1243       <para>
1244         Defined to the value <literal>1</literal> by default.
1245         Configurable via  <code>--disable-libstdcxx-dual-abi</code>
1246         and/or <code>--with-default-libstdcxx-abi</code>.
1247         ABI-changing.
1248         When defined to a non-zero value the library headers will use the
1249         new C++11-conforming ABI introduced in GCC 5, rather than the older
1250         ABI introduced in GCC 3.4. This changes the definition of several
1251         class templates, including <classname>std:string</classname>,
1252         <classname>std::list</classname> and some locale facets.
1253         For more details see <xref linkend="manual.intro.using.abi"/>.
1254     </para>
1255     </listitem></varlistentry>
1257     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_CONCEPT_CHECKS</code></term>
1258     <listitem>
1259       <para>
1260         Undefined by default.  Configurable via
1261         <code>--enable-concept-checks</code>.  When defined, performs
1262         compile-time checking on certain template instantiations to
1263         detect violations of the requirements of the standard.  This
1264         macro has no effect for freestanding implementations.
1265         This is described in more detail in
1266         <link linkend="manual.ext.compile_checks">Compile Time Checks</link>.
1267       </para>
1268     </listitem></varlistentry>
1270     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_ASSERTIONS</code></term>
1271     <listitem>
1272       <para>
1273         Undefined by default. When defined, enables extra error checking in
1274         the form of precondition assertions, such as bounds checking in
1275         strings and null pointer checks when dereferencing smart pointers.
1276       </para>
1277     </listitem></varlistentry>
1278     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_DEBUG</code></term>
1279     <listitem>
1280       <para>
1281         Undefined by default. When defined, compiles user code using
1282         the <link linkend="manual.ext.debug_mode">debug mode</link>.
1283         When defined, <code>_GLIBCXX_ASSERTIONS</code> is defined
1284         automatically, so all the assertions enabled by that macro are also
1285         enabled in debug mode.
1286       </para>
1287     </listitem></varlistentry>
1288     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_DEBUG_PEDANTIC</code></term>
1289     <listitem>
1290       <para>
1291         Undefined by default. When defined while compiling with
1292         the <link linkend="manual.ext.debug_mode">debug mode</link>, makes
1293         the debug mode extremely picky by making the use of libstdc++
1294         extensions and libstdc++-specific behavior into errors.
1295       </para>
1296     </listitem></varlistentry>
1297     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_DEBUG_BACKTRACE</code></term>
1298     <listitem>
1299       <para>
1300         Undefined by default. Considered only if libstdc++ has been configured with
1301         <option>--enable-libstdcxx-backtrace=yes</option> and if <code>_GLIBCXX_DEBUG</code>
1302         is defined. When defined display backtraces on
1303         <link linkend="manual.ext.debug_mode">debug mode</link> assertions.
1304       </para>
1305     </listitem></varlistentry>
1306     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_PARALLEL</code></term>
1307     <listitem>
1308       <para>Undefined by default. When defined, compiles user code
1309         using the <link linkend="manual.ext.parallel_mode">parallel
1310         mode</link>.
1311       </para>
1312     </listitem></varlistentry>
1313     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_PARALLEL_ASSERTIONS</code></term>
1314     <listitem>
1315       <para>Undefined by default, but when any parallel mode header is included
1316       this macro will be defined to a non-zero value if
1317       <code>_GLIBCXX_ASSERTIONS</code> has a non-zero value, otherwise to zero.
1318       When defined to a non-zero value, it enables extra error checking and
1319       assertions in the parallel mode.
1320       </para>
1321     </listitem></varlistentry>
1323     <varlistentry><term><code>__STDCPP_WANT_MATH_SPEC_FUNCS__</code></term>
1324     <listitem>
1325       <para>Undefined by default. When defined to a non-zero integer constant,
1326         enables support for ISO/IEC 29124 Special Math Functions.
1327       </para>
1328     </listitem></varlistentry>
1330     <varlistentry><term><code>_GLIBCXX_SANITIZE_VECTOR</code></term>
1331     <listitem>
1332       <para>
1333         Undefined by default. When defined, <classname>std::vector</classname>
1334         operations will be annotated so that AddressSanitizer can detect
1335         invalid accesses to the unused capacity of a
1336         <classname>std::vector</classname>. These annotations are only
1337         enabled for
1338         <classname>std::vector&lt;T, std::allocator&lt;T&gt;&gt;</classname>
1339         and only when <classname>std::allocator</classname> is derived from
1340         <link linkend="allocator.ext"><classname>new_allocator</classname>
1341         or <classname>malloc_allocator</classname></link>. The annotations
1342         must be present on all vector operations or none, so this macro must
1343         be defined to the same value for all translation units that create,
1344         destroy, or modify vectors.
1345       </para>
1346     </listitem></varlistentry>
1347     </variablelist>
1349   </section>
1351 <section xml:id="manual.intro.using.abi" xreflabel="Dual ABI">
1352   <info><title>Dual ABI</title></info>
1353   <?dbhtml filename="using_dual_abi.html"?>
1355 <para> In the GCC 5.1 release libstdc++ introduced a new library ABI that
1356   includes new implementations of <classname>std::string</classname> and
1357   <classname>std::list</classname>. These changes were necessary to conform
1358   to the 2011 C++ standard which forbids Copy-On-Write strings and requires
1359   lists to keep track of their size.
1360 </para>
1362 <para> In order to maintain backwards compatibility for existing code linked
1363   to libstdc++ the library's soname has not changed and the old
1364   implementations are still supported in parallel with the new ones.
1365   This is achieved by defining the new implementations in an inline namespace
1366   so they have different names for linkage purposes, e.g. the new version of
1367   <classname>std::list&lt;int&gt;</classname> is actually defined as
1368   <classname>std::__cxx11::list&lt;int&gt;</classname>. Because the symbols
1369   for the new implementations have different names the definitions for both
1370   versions can be present in the same library.
1371 </para>
1373 <para> The <symbol>_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI</symbol> macro (see
1374   <xref linkend="manual.intro.using.macros"/>) controls whether
1375   the declarations in the library headers use the old or new ABI.
1376   So the decision of which ABI to use can be made separately for each
1377   source file being compiled.
1378   Using the default configuration options for GCC the default value
1379   of the macro is <literal>1</literal> which causes the new ABI to be active,
1380   so to use the old ABI you must explicitly define the macro to
1381   <literal>0</literal> before including any library headers.
1382   (Be aware that some GNU/Linux distributions configure GCC 5 differently so
1383   that the default value of the macro is <literal>0</literal> and users must
1384   define it to <literal>1</literal> to enable the new ABI.)
1385 </para>
1387 <para> Although the changes were made for C++11 conformance, the choice of ABI
1388   to use is independent of the <option>-std</option> option used to compile
1389   your code, i.e. for a given GCC build the default value of the
1390   <symbol>_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI</symbol> macro is the same for all dialects.
1391   This ensures that the <option>-std</option> does not change the ABI, so
1392   that it is straightforward to link C++03 and C++11 code together.
1393 </para>
1395 <para> Because <classname>std::string</classname> is used extensively
1396   throughout the library a number of other types are also defined twice,
1397   including the stringstream classes and several facets used by
1398   <classname>std::locale</classname>. The standard facets which are always
1399   installed in a locale may be present twice, with both ABIs, to ensure that
1400   code like
1401   <code>std::use_facet&lt;std::time_get&lt;char&gt;&gt;(locale);</code>
1402   will work correctly for both <classname>std::time_get</classname> and
1403   <classname>std::__cxx11::time_get</classname> (even if a user-defined
1404   facet that derives from one or other version of
1405   <classname>time_get</classname> is installed in the locale).
1406 </para>
1408 <para> Although the standard exception types defined in
1409   <filename class="headerfile">&lt;stdexcept&gt;</filename> use strings, most
1410   are not defined twice, so that a <classname>std::out_of_range</classname>
1411   exception thrown in one file can always be caught by a suitable handler in
1412   another file, even if the two files are compiled with different ABIs.
1413 </para>
1415 <para> One exception type does change when using the new ABI, namely
1416   <classname>std::ios_base::failure</classname>.
1417   This is necessary because the 2011 standard changed its base class from
1418   <classname>std::exception</classname> to
1419   <classname>std::system_error</classname>, which causes its layout to change.
1420   Exceptions due to iostream errors are thrown by a function inside
1421   <filename class="libraryfile">libstdc++.so</filename>, so whether the thrown
1422   exception uses the old <classname>std::ios_base::failure</classname> type
1423   or the new one depends on the ABI that was active when
1424   <filename class="libraryfile">libstdc++.so</filename> was built,
1425   <emphasis>not</emphasis> the ABI active in the user code that is using
1426   iostreams.
1427   This means that for a given build of GCC the type thrown is fixed.
1428   In current releases the library throws a special type that can be caught
1429   by handlers for either the old or new type,
1430   but for GCC 7.1, 7.2 and 7.3 the library throws the new
1431   <classname>std::ios_base::failure</classname> type,
1432   and for GCC 5.x and 6.x the library throws the old type.
1433   Catch handlers of type <classname>std::ios_base::failure</classname>
1434   will only catch the exceptions if using a newer release,
1435   or if the handler is compiled with the same ABI as the type thrown by
1436   the library.
1437   Handlers for <classname>std::exception</classname> will always catch
1438   iostreams exceptions, because the old and new type both inherit from
1439   <classname>std::exception</classname>.
1440 </para>
1442 <section xml:id="manual.intro.using.abi.trouble" xreflabel="Dual ABI Troubleshooting"><info><title>Troubleshooting</title></info>
1444 <para> If you get linker errors about undefined references to symbols
1445   that involve types in the <code>std::__cxx11</code> namespace or the tag
1446   <code>[abi:cxx11]</code> then it probably indicates that you are trying to
1447   link together object files that were compiled with different values for the
1448   <symbol>_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI</symbol> macro. This commonly happens when
1449   linking to a third-party library that was compiled with an older version
1450   of GCC. If the third-party library cannot be rebuilt with the new ABI then
1451   you will need to recompile your code with the old ABI.
1452 </para>
1454 <para> Not all uses of the new ABI will cause changes in symbol names, for
1455   example a class with a <classname>std::string</classname> member variable
1456   will have the same mangled name whether compiled with the old or new ABI.
1457   In order to detect such problems the new types and functions are
1458   annotated with the <property>abi_tag</property> attribute, allowing the
1459   compiler to warn about potential ABI incompatibilities in code using them.
1460   Those warnings can be enabled with the <option>-Wabi-tag</option> option.
1461 </para>
1463 </section>
1464 </section>
1466   <section xml:id="manual.intro.using.namespaces" xreflabel="Namespaces"><info><title>Namespaces</title></info>
1467     <?dbhtml filename="using_namespaces.html"?>
1470     <section xml:id="manual.intro.using.namespaces.all" xreflabel="Available Namespaces"><info><title>Available Namespaces</title></info>
1475 <para> There are three main namespaces.
1476 </para>
1478 <itemizedlist>
1479   <listitem><para>std</para>
1480 <para>The ISO C++ standards specify that "all library entities are defined
1481 within namespace std." This includes namespaces nested
1482 within namespace <code>std</code>, such as namespace
1483 <code>std::chrono</code>.
1484 </para>
1485 </listitem>
1486 <listitem><para>abi</para>
1487 <para>Specified by the C++ ABI. This ABI specifies a number of type and
1488 function APIs supplemental to those required by the ISO C++ Standard,
1489 but necessary for interoperability.
1490 </para>
1491 </listitem>
1493 <listitem><para>__gnu_</para>
1494 <para>Indicating one of several GNU extensions. Choices
1495 include <code>__gnu_cxx</code>, <code>__gnu_debug</code>, <code>__gnu_parallel</code>,
1496 and <code>__gnu_pbds</code>.
1497 </para></listitem>
1498 </itemizedlist>
1500 <para> The library uses a number of inline namespaces as implementation
1501 details that are not intended for users to refer to directly, these include
1502 <code>std::__detail</code>, <code>std::__cxx11</code> and <code>std::_V2</code>.
1503 </para>
1505 <para> A complete list of implementation namespaces (including namespace contents) is available in the generated source <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/latest-doxygen/namespaces.html">documentation</link>.
1506 </para>
1509     </section>
1511     <section xml:id="manual.intro.using.namespaces.std" xreflabel="namespace std"><info><title>namespace std</title></info>
1515 <para>
1516       One standard requirement is that the library components are defined
1517       in <code>namespace std::</code>. Thus, in order to use these types or
1518       functions, one must do one of two things:
1519 </para>
1521 <itemizedlist>
1522   <listitem><para>put a kind of <emphasis>using-declaration</emphasis> in your source
1523 (either <code>using namespace std;</code> or i.e. <code>using
1524 std::string;</code>) This approach works well for individual source files, but
1525 should not be used in a global context, like header files.
1526           </para></listitem> <listitem><para>use a <emphasis>fully
1527 qualified name</emphasis> for each library symbol
1528 (i.e. <code>std::string</code>, <code>std::cout</code>) Always can be
1529 used, and usually enhanced, by strategic use of typedefs. (In the
1530 cases where the qualified verbiage becomes unwieldy.)
1531           </para>
1532         </listitem>
1533 </itemizedlist>
1535     </section>
1537     <section xml:id="manual.intro.using.namespaces.comp" xreflabel="Using Namespace Composition"><info><title>Using Namespace Composition</title></info>
1540 <para>
1541 Best practice in programming suggests sequestering new data or
1542 functionality in a sanely-named, unique namespace whenever
1543 possible. This is considered an advantage over dumping everything in
1544 the global namespace, as then name look-up can be explicitly enabled or
1545 disabled as above, symbols are consistently mangled without repetitive
1546 naming prefixes or macros, etc.
1547 </para>
1549 <para>For instance, consider a project that defines most of its classes in <code>namespace gtk</code>. It is possible to
1550         adapt <code>namespace gtk</code> to <code>namespace std</code> by using a C++-feature called
1551         <emphasis>namespace composition</emphasis>. This is what happens if
1552         a <emphasis>using</emphasis>-declaration is put into a
1553         namespace-definition: the imported symbol(s) gets imported into the
1554         currently active namespace(s). For example:
1555 </para>
1556 <programlisting>
1557 namespace gtk
1559   using std::string;
1560   using std::tr1::array;
1562   class Window { ... };
1564 </programlisting>
1565 <para>
1566         In this example, <code>std::string</code> gets imported into
1567         <code>namespace gtk</code>.  The result is that use of
1568         <code>std::string</code> inside namespace gtk can just use <code>string</code>, without the explicit qualification.
1569         As an added bonus,
1570         <code>std::string</code> does not get imported into
1571         the global namespace.  Additionally, a more elaborate arrangement can be made for backwards compatibility and portability, whereby the
1572         <code>using</code>-declarations can wrapped in macros that
1573         are set based on autoconf-tests to either "" or i.e. <code>using
1574           std::string;</code> (depending on whether the system has
1575         libstdc++ in <code>std::</code> or not).  (ideas from
1576         Llewelly and Karl Nelson)
1577 </para>
1580     </section>
1581   </section>
1583   <section xml:id="manual.intro.using.linkage" xreflabel="Linkage"><info><title>Linking</title></info>
1584     <?dbhtml filename="using_dynamic_or_shared.html"?>
1587     <section xml:id="manual.intro.using.linkage.freestanding" xreflabel="Freestanding"><info><title>Almost Nothing</title></info>
1589       <para>
1590         Or as close as it gets: freestanding. This is a minimal
1591         configuration, with only partial support for the standard
1592         library. Assume only the following header files can be used:
1593       </para>
1595       <itemizedlist>
1596         <listitem>
1597           <para>
1598             <filename class="headerfile">cstdarg</filename>
1599           </para>
1600         </listitem>
1602         <listitem>
1603           <para>
1604           <filename class="headerfile">cstddef</filename>
1605           </para>
1606         </listitem>
1608         <listitem>
1609           <para>
1610           <filename class="headerfile">cstdlib</filename>
1611           </para>
1612         </listitem>
1614         <listitem>
1615           <para>
1616           <filename class="headerfile">exception</filename>
1617           </para>
1618         </listitem>
1620         <listitem>
1621           <para>
1622           <filename class="headerfile">limits</filename>
1623           </para>
1624         </listitem>
1626         <listitem>
1627           <para>
1628           <filename class="headerfile">new</filename>
1629           </para>
1630         </listitem>
1632         <listitem>
1633           <para>
1634           <filename class="headerfile">exception</filename>
1635           </para>
1636         </listitem>
1638         <listitem>
1639           <para>
1640           <filename class="headerfile">typeinfo</filename>
1641           </para>
1642         </listitem>
1643       </itemizedlist>
1645       <para>
1646         In addition, throw in
1647       </para>
1649       <itemizedlist>
1650         <listitem>
1651           <para>
1652           <filename class="headerfile">cxxabi.h</filename>.
1653           </para>
1654         </listitem>
1655       </itemizedlist>
1657       <para>
1658         In the
1659         C++11 <link linkend="manual.intro.using.flags">dialect</link> add
1660       </para>
1662       <itemizedlist>
1663         <listitem>
1664           <para>
1665           <filename class="headerfile">initializer_list</filename>
1666           </para>
1667         </listitem>
1668         <listitem>
1669           <para>
1670           <filename class="headerfile">type_traits</filename>
1671           </para>
1672         </listitem>
1673       </itemizedlist>
1675       <para>
1676         As of GCC 13, libstdc++ implements P1642, which brings in many more
1677         headers, as well a quite a few ones not covered by the paper.
1679         In general, if a feature does not require traditionally libc-provided
1680         facilities, or dynamic memory allocation, it's enabled in the
1681         freestanding subset.  In addition, if only a subset of a header
1682         requires such features, it is partially included.  Some examples
1683         include:
1684       </para>
1686       <itemizedlist>
1687         <listitem>
1688           <para>
1689           <filename class="headerfile">string_view</filename>
1690           </para>
1691         </listitem>
1692         <listitem>
1693           <para>
1694           <filename class="headerfile">tuple</filename>
1695           </para>
1696         </listitem>
1697         <listitem>
1698           <para>
1699           <filename class="headerfile">bitset</filename>
1700           </para>
1701         </listitem>
1702       </itemizedlist>
1704       <para>
1705         Currently, this subset includes all of the iterator APIs (including the
1706         ranges APIs) that do not involve streams, the entire C++ algorithms
1707         library, excluding parallel algorithms, and a large part of the
1708         utilities library.  This is on top of the headers included in the lists
1709         above.
1710       </para>
1712       <para>
1713         If you're using a libstdc++ configured for hosted environments, and
1714         would like to not involve the libraries libstdc++ would depend on in
1715         your programs, you will need to use <command>gcc</command> to link your
1716         application with only <filename class="libraryfile">libsupc++.a</filename>,
1717         like so:
1718       </para>
1720       <para>
1721         <command>gcc -ffreestanding foo.cc -lsupc++</command>
1722       </para>
1724       <para>
1725         If you configured libstdc++ with
1726         <code>--disable-hosted-libstdcxx</code>, however, you can use the
1727         normal <command>g++</command> command to link, as this configuration
1728         provides a (nearly) empty <filename class="libraryfile">libstdc++.a</filename>.
1729       </para>
1730     </section>
1732     <section xml:id="manual.intro.using.linkage.dynamic" xreflabel="Dynamic and Shared"><info><title>Finding Dynamic or Shared Libraries</title></info>
1735     <para>
1736       If the only library built is the static library
1737       (<filename class="libraryfile">libstdc++.a</filename>), or if
1738       specifying static linking, this section is can be skipped.  But
1739       if building or using a shared library
1740       (<filename class="libraryfile">libstdc++.so</filename>), then
1741       additional location information will need to be provided.
1742     </para>
1743     <para>
1744       But how?
1745     </para>
1746     <para>
1747 A quick read of the relevant part of the GCC
1748       manual, <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Invoking-G_002b_002b.html#Invoking-G_002b_002b">Compiling
1749       C++ Programs</link>, specifies linking against a C++
1750       library. More details from the
1751       GCC <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/faq.html#rpath">FAQ</link>,
1752       which states <emphasis>GCC does not, by default, specify a
1753       location so that the dynamic linker can find dynamic libraries at
1754       runtime.</emphasis>
1755     </para>
1756     <para>
1757       Users will have to provide this information.
1758     </para>
1759     <para>
1760       Methods vary for different platforms and different styles, and
1761       are printed to the screen during installation. To summarize:
1762     </para>
1763     <itemizedlist>
1764       <listitem>
1765         <para>
1766           At runtime set <literal>LD_LIBRARY_PATH</literal> in your
1767           environment correctly, so that the shared library for
1768           libstdc++ can be found and loaded.  Be certain that you
1769           understand all of the other implications and behavior
1770           of <literal>LD_LIBRARY_PATH</literal> first.
1771         </para>
1773       </listitem>
1774       <listitem>
1775         <para>
1776           Compile the path to find the library at runtime into the
1777           program.  This can be done by passing certain options to
1778           <command>g++</command>, which will in turn pass them on to
1779           the linker.  The exact format of the options is dependent on
1780           which linker you use:
1781         </para>
1782         <itemizedlist>
1783           <listitem>
1784             <para>
1785               GNU ld (default on GNU/Linux):
1786               <literal>-Wl,-rpath,</literal><filename class="directory">destdir/lib</filename>
1787             </para>
1788           </listitem>
1789           <listitem>
1790           <para>
1791             Solaris ld:
1792             <literal>-Wl,-R</literal><filename class="directory">destdir/lib</filename>
1793           </para>
1794           </listitem>
1795         </itemizedlist>
1796       </listitem>
1797       <listitem>
1798         <para>
1799           Some linkers allow you to specify the path to the library by
1800           setting <literal>LD_RUN_PATH</literal> in your environment
1801           when linking.
1802         </para>
1803       </listitem>
1804       <listitem>
1805         <para>
1806           On some platforms the system administrator can configure the
1807           dynamic linker to always look for libraries in
1808           <filename class="directory">destdir/lib</filename>, for example
1809           by using the <command>ldconfig</command> utility on GNU/Linux
1810           or the <command>crle</command> utility on Solaris. This is a
1811           system-wide change which can make the system unusable so if you
1812           are unsure then use one of the other methods described above.
1813         </para>
1814       </listitem>
1815     </itemizedlist>
1816     <para>
1817       Use the <command>ldd</command> utility on the linked executable
1818       to show
1819       which <filename class="libraryfile">libstdc++.so</filename>
1820       library the system will get at runtime.
1821     </para>
1822     <para>
1823       A <filename class="libraryfile">libstdc++.la</filename> file is
1824       also installed, for use with Libtool.  If you use Libtool to
1825       create your executables, these details are taken care of for
1826       you.
1827     </para>
1828     </section>
1830     <section xml:id="manual.intro.using.linkage.experimental" xreflabel="Library Extensions"><info><title>Experimental Library Extensions</title></info>
1832     <para>
1833       GCC 5.3 includes an implementation of the Filesystem library defined
1834       by the technical specification ISO/IEC TS 18822:2015. Because this is
1835       an experimental library extension, not part of the C++ standard, it
1836       is implemented in a separate library,
1837       <filename class="libraryfile">libstdc++fs.a</filename>, and there is
1838       no shared library for it. To use the library you should include
1839       <filename class="headerfile">&lt;experimental/filesystem&gt;</filename>
1840       and link with <option>-lstdc++fs</option>. The library implementation
1841       is incomplete on non-POSIX platforms, specifically Windows is only
1842       partially supported.
1843       Since GCC 14, <filename class="libraryfile">libstdc++exp.a</filename>
1844       also contains the definitions for this library,
1845       so <option>-lstdc++exp</option> can be used instead of
1846       <option>-lstdc++fs</option>.
1847     </para>
1849     <para>
1850       GCC 13 includes an implementation of the C++ Contracts library defined by
1851       <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p1429r3.pdf">P1429R3</link>.
1852       Because this is an experimental extension, not part of the C++ standard,
1853       it is implemented in a separate library,
1854       <filename class="libraryfile">libstdc++exp.a</filename>, and there is
1855       no shared library for it. To use the library you should include
1856       <filename class="headerfile">&lt;experimental/contract&gt;</filename>
1857       and link with <option>-lstdc++exp</option>.
1858     </para>
1860     <para>
1861       Due to the experimental nature of these libraries the usual
1862       guarantees about ABI stability and backwards compatibility do not apply
1863       to them. There is no guarantee that the components in any
1864       <filename class="headerfile">&lt;experimental/xxx&gt;</filename>
1865       header will remain compatible between different GCC releases.
1866     </para>
1867     </section>
1869   </section>
1871   <section xml:id="manual.intro.using.concurrency" xreflabel="Concurrency"><info><title>Concurrency</title></info>
1872     <?dbhtml filename="using_concurrency.html"?>
1875    <para>This section discusses issues surrounding the proper compilation
1876       of multithreaded applications which use the Standard C++
1877       library.  This information is GCC-specific since the C++
1878       standard does not address matters of multithreaded applications.
1879    </para>
1881     <section xml:id="manual.intro.using.concurrency.prereq" xreflabel="Thread Prereq"><info><title>Prerequisites</title></info>
1884    <para>All normal disclaimers aside, multithreaded C++ application are
1885       only supported when libstdc++ and all user code was built with
1886       compilers which report (via <code> gcc/g++ -v </code>) the same thread
1887       model and that model is not <emphasis>single</emphasis>.  As long as your
1888       final application is actually single-threaded, then it should be
1889       safe to mix user code built with a thread model of
1890       <emphasis>single</emphasis> with a libstdc++ and other C++ libraries built
1891       with another thread model useful on the platform.  Other mixes
1892       may or may not work but are not considered supported.  (Thus, if
1893       you distribute a shared C++ library in binary form only, it may
1894       be best to compile it with a GCC configured with
1895       --enable-threads for maximal interchangeability and usefulness
1896       with a user population that may have built GCC with either
1897       --enable-threads or --disable-threads.)
1898    </para>
1899    <para>When you link a multithreaded application, you will probably
1900       need to add a library or flag to g++.  This is a very
1901       non-standardized area of GCC across ports.  Some ports support a
1902       special flag (the spelling isn't even standardized yet) to add
1903       all required macros to a compilation (if any such flags are
1904       required then you must provide the flag for all compilations not
1905       just linking) and link-library additions and/or replacements at
1906       link time.  The documentation is weak.  On several targets (including
1907       GNU/Linux, Solaris and various BSDs) -pthread is honored.
1908       Some other ports use other switches.
1909       This is not well documented anywhere other than
1910       in "gcc -dumpspecs" (look at the 'lib' and 'cpp' entries).
1911    </para>
1913    <para>
1914      Some uses of <classname>std::atomic</classname> also require linking
1915      to <filename class="libraryfile">libatomic</filename>.
1916    </para>
1918     </section>
1920     <section xml:id="manual.intro.using.concurrency.thread_safety" xreflabel="Thread Safety"><info><title>Thread Safety</title></info>
1923 <para>
1924 In the terms of the 2011 C++ standard a thread-safe program is one which
1925 does not perform any conflicting non-atomic operations on memory locations
1926 and so does not contain any data races.
1927 The standard places requirements on the library to ensure that no data
1928 races are caused by the library itself or by programs which use the
1929 library correctly (as described below).
1930 The C++11 memory model and library requirements are a more formal version
1931 of the <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://web.archive.org/web/20171225062613/http://www.sgi.com/tech/stl/thread_safety.html">SGI STL</link> definition of thread safety, which the library used
1932 prior to the 2011 standard.
1933 </para>
1936       <para>The library strives to be thread-safe when all of the following
1937          conditions are met:
1938       </para>
1939       <itemizedlist>
1940        <listitem>
1941        <para>The system's libc is itself thread-safe,
1942        </para>
1943        </listitem>
1944        <listitem>
1945          <para>
1946            The compiler in use reports a thread model other than
1947            'single'. This can be tested via output from <code>gcc
1948            -v</code>. Multi-thread capable versions of gcc output
1949            something like this:
1950          </para>
1951 <programlisting>
1952 %gcc -v
1953 Using built-in specs.
1955 Thread model: posix
1956 gcc version 4.1.2 20070925 (Red Hat 4.1.2-33)
1957 </programlisting>
1959 <para>Look for "Thread model" lines that aren't equal to "single."</para>
1960        </listitem>
1961        <listitem>
1962        <para>
1963          Requisite command-line flags are used for atomic operations
1964          and threading. Examples of this include <code>-pthread</code>
1965          and <code>-march=native</code>, although specifics vary
1966          depending on the host environment. See
1967          <link linkend="manual.intro.using.flags">Command Options</link> and
1968          <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Option-Summary.html">Machine
1969          Dependent Options</link>.
1970        </para>
1971        </listitem>
1972        <listitem>
1973          <para>
1974            An implementation of the
1975            <filename class="headerfile">atomicity.h</filename> functions
1976            exists for the architecture in question. See the
1977            <link linkend="internals.thread_safety">internals
1978            documentation</link> for more details.
1979        </para>
1980        </listitem>
1982       </itemizedlist>
1984       <para>The user code must guard against concurrent function calls which
1985          access any particular library object's state when one or more of
1986          those accesses modifies the state. An object will be modified by
1987          invoking a non-const member function on it or passing it as a
1988          non-const argument to a library function. An object will not be
1989          modified by invoking a const member function on it or passing it to
1990          a function as a pointer- or reference-to-const.
1991          Typically, the application
1992          programmer may infer what object locks must be held based on the
1993          objects referenced in a function call and whether the objects are
1994          accessed as const or non-const.  Without getting
1995          into great detail, here is an example which requires user-level
1996          locks:
1997       </para>
1998       <programlisting>
1999      library_class_a shared_object_a;
2001      void thread_main () {
2002        library_class_b *object_b = new library_class_b;
2003        shared_object_a.add_b (object_b);   // must hold lock for shared_object_a
2004        shared_object_a.mutate ();          // must hold lock for shared_object_a
2005      }
2007      // Multiple copies of thread_main() are started in independent threads.</programlisting>
2008       <para>Under the assumption that object_a and object_b are never exposed to
2009          another thread, here is an example that does not require any
2010          user-level locks:
2011       </para>
2012       <programlisting>
2013      void thread_main () {
2014        library_class_a object_a;
2015        library_class_b *object_b = new library_class_b;
2016        object_a.add_b (object_b);
2017        object_a.mutate ();
2018      } </programlisting>
2020       <para>All library types are safe to use in a multithreaded program
2021          if objects are not shared between threads or as
2022          long each thread carefully locks out access by any other
2023          thread while it modifies any object visible to another thread.
2024          Unless otherwise documented, the only exceptions to these rules
2025          are atomic operations on the types in
2026          <filename class="headerfile">&lt;atomic&gt;</filename>
2027          and lock/unlock operations on the standard mutex types in
2028          <filename class="headerfile">&lt;mutex&gt;</filename>. These
2029          atomic operations allow concurrent accesses to the same object
2030          without introducing data races.
2031       </para>
2033       <para>The following member functions of standard containers can be
2034          considered to be const for the purposes of avoiding data races:
2035          <code>begin</code>, <code>end</code>, <code>rbegin</code>, <code>rend</code>,
2036          <code>front</code>, <code>back</code>, <code>data</code>,
2037          <code>find</code>, <code>lower_bound</code>, <code>upper_bound</code>,
2038          <code>equal_range</code>, <code>at</code>
2039          and, except in associative or unordered associative containers,
2040          <code>operator[]</code>. In other words, although they are non-const
2041          so that they can return mutable iterators, those member functions
2042          will not modify the container.
2043          Accessing an iterator might cause a non-modifying access to
2044          the container the iterator refers to (for example incrementing a
2045          list iterator must access the pointers between nodes, which are part
2046          of the container and so conflict with other accesses to the container).
2047       </para>
2049       <para>Programs which follow the rules above will not encounter data
2050          races in library code, even when using library types which share
2051          state between distinct objects.  In the example below the
2052          <code>shared_ptr</code> objects share a reference count, but
2053          because the code does not perform any non-const operations on the
2054          globally-visible object, the library ensures that the reference
2055          count updates are atomic and do not introduce data races:
2056       </para>
2057       <programlisting>
2058     std::shared_ptr&lt;int&gt; global_sp;
2060     void thread_main() {
2061       auto local_sp = global_sp;  // OK, copy constructor's parameter is reference-to-const
2063       int i = *global_sp;         // OK, operator* is const
2064       int j = *local_sp;          // OK, does not operate on global_sp
2066       // *global_sp = 2;          // NOT OK, modifies int visible to other threads
2067       // *local_sp = 2;           // NOT OK, modifies int visible to other threads
2069       // global_sp.reset();       // NOT OK, reset is non-const
2070       local_sp.reset();           // OK, does not operate on global_sp
2071     }
2073     int main() {
2074       global_sp.reset(new int(1));
2075       std::thread t1(thread_main);
2076       std::thread t2(thread_main);
2077       t1.join();
2078       t2.join();
2079     }
2080       </programlisting>
2082       <para>For further details of the C++11 memory model see Hans-J. Boehm's
2083       <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://www.hboehm.info/c++mm/">Threads
2084       and memory model for C++</link> pages, particularly the <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://www.hboehm.info/c++mm/threadsintro.html">introduction</link>
2085       and <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://www.hboehm.info/c++mm/user-faq.html">FAQ</link>.
2086       </para>
2088   </section>
2089   <section xml:id="manual.intro.using.concurrency.atomics" xreflabel="Atomics"><info><title>Atomics</title></info>
2091     <para>
2092     </para>
2093   </section>
2095     <section xml:id="manual.intro.using.concurrency.io" xreflabel="IO"><info><title>IO</title></info>
2097      <para>This gets a bit tricky.  Please read carefully, and bear with me.
2098    </para>
2100     <section xml:id="concurrency.io.structure" xreflabel="Structure"><info><title>Structure</title></info>
2102    <para>A wrapper
2103       type called <code>__basic_file</code> provides our abstraction layer
2104       for the <code>std::filebuf</code> classes.  Nearly all decisions dealing
2105       with actual input and output must be made in <code>__basic_file</code>.
2106    </para>
2107    <para>A generic locking mechanism is somewhat in place at the filebuf layer,
2108       but is not used in the current code.  Providing locking at any higher
2109       level is akin to providing locking within containers, and is not done
2110       for the same reasons (see the links above).
2111    </para>
2112     </section>
2114     <section xml:id="concurrency.io.defaults" xreflabel="Defaults"><info><title>Defaults</title></info>
2116    <para>The __basic_file type is simply a collection of small wrappers around
2117       the C stdio layer (again, see the link under Structure).  We do no
2118       locking ourselves, but simply pass through to calls to <code>fopen</code>,
2119       <code>fwrite</code>, and so forth.
2120    </para>
2121    <para>So, for 3.0, the question of "is multithreading safe for I/O"
2122       must be answered with, "is your platform's C library threadsafe
2123       for I/O?"  Some are by default, some are not; many offer multiple
2124       implementations of the C library with varying tradeoffs of threadsafety
2125       and efficiency.  You, the programmer, are always required to take care
2126       with multiple threads.
2127    </para>
2128    <para>(As an example, the POSIX standard requires that C stdio
2129        <code>FILE*</code> operations are atomic.  POSIX-conforming C libraries
2130        (e.g, on Solaris and GNU/Linux) have an internal mutex to serialize
2131        operations on <code>FILE*</code>s.
2132        However, you still need to not do stupid things like calling
2133        <code>fclose(fs)</code> in one thread followed by an access of
2134        <code>fs</code> in another.)
2135    </para>
2136    <para>So, if your platform's C library is threadsafe, then your
2137       <code>fstream</code> I/O operations will be threadsafe at the lowest
2138       level.  For higher-level operations, such as manipulating the data
2139       contained in the stream formatting classes (e.g., setting up callbacks
2140       inside an <code>std::ofstream</code>), you need to guard such accesses
2141       like any other critical shared resource.
2142    </para>
2143     </section>
2145     <section xml:id="concurrency.io.future" xreflabel="Future"><info><title>Future</title></info>
2147    <para> A
2148       second choice may be available for I/O implementations:  libio.  This is
2149       disabled by default, and in fact will not currently work due to other
2150       issues.  It will be revisited, however.
2151    </para>
2152    <para>The libio code is a subset of the guts of the GNU libc (glibc) I/O
2153       implementation.  When libio is in use, the <code>__basic_file</code>
2154       type is basically derived from FILE.  (The real situation is more
2155       complex than that... it's derived from an internal type used to
2156       implement FILE.  See libio/libioP.h to see scary things done with
2157       vtbls.)  The result is that there is no "layer" of C stdio
2158       to go through; the filebuf makes calls directly into the same
2159       functions used to implement <code>fread</code>, <code>fwrite</code>,
2160       and so forth, using internal data structures.  (And when I say
2161       "makes calls directly," I mean the function is literally
2162       replaced by a jump into an internal function.  Fast but frightening.
2163       *grin*)
2164    </para>
2165    <para>Also, the libio internal locks are used.  This requires pulling in
2166       large chunks of glibc, such as a pthreads implementation, and is one
2167       of the issues preventing widespread use of libio as the libstdc++
2168       cstdio implementation.
2169    </para>
2170    <para>But we plan to make this work, at least as an option if not a future
2171       default.  Platforms running a copy of glibc with a recent-enough
2172       version will see calls from libstdc++ directly into the glibc already
2173       installed.  For other platforms, a copy of the libio subsection will
2174       be built and included in libstdc++.
2175    </para>
2176     </section>
2178     <section xml:id="concurrency.io.alt" xreflabel="Alt"><info><title>Alternatives</title></info>
2180    <para>Don't forget that other cstdio implementations are possible.  You could
2181       easily write one to perform your own forms of locking, to solve your
2182       "interesting" problems.
2183    </para>
2184     </section>
2186     </section>
2188     <section xml:id="manual.intro.using.concurrency.containers" xreflabel="Containers"><info><title>Containers</title></info>
2191    <para>This section discusses issues surrounding the design of
2192       multithreaded applications which use Standard C++ containers.
2193       All information in this section is current as of the gcc 3.0
2194       release and all later point releases.  Although earlier gcc
2195       releases had a different approach to threading configuration and
2196       proper compilation, the basic code design rules presented here
2197       were similar.  For information on all other aspects of
2198       multithreading as it relates to libstdc++, including details on
2199       the proper compilation of threaded code (and compatibility between
2200       threaded and non-threaded code), see Chapter 17.
2201    </para>
2202    <para>Two excellent pages to read when working with the Standard C++
2203       containers and threads are
2204       <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://web.archive.org/web/20171225062613/http://www.sgi.com/tech/stl/thread_safety.html">SGI's
2205       https://web.archive.org/web/20171225062613/http://www.sgi.com/tech/stl/thread_safety.html</link> and
2206       <link xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="https://web.archive.org/web/20171225062613/http://www.sgi.com/tech/stl/Allocators.html">SGI's
2207       https://web.archive.org/web/20171225062613/http://www.sgi.com/tech/stl/Allocators.html</link>.
2208    </para>
2209    <para><emphasis>However, please ignore all discussions about the user-level
2210       configuration of the lock implementation inside the STL
2211       container-memory allocator on those pages.  For the sake of this
2212       discussion, libstdc++ configures the SGI STL implementation,
2213       not you.  This is quite different from how gcc pre-3.0 worked.
2214       In particular, past advice was for people using g++ to
2215       explicitly define _PTHREADS or other macros or port-specific
2216       compilation options on the command line to get a thread-safe
2217       STL.  This is no longer required for any port and should no
2218       longer be done unless you really know what you are doing and
2219       assume all responsibility.</emphasis>
2220    </para>
2221    <para>Since the container implementation of libstdc++ uses the SGI
2222       code, we use the same definition of thread safety as SGI when
2223       discussing design.  A key point that beginners may miss is the
2224       fourth major paragraph of the first page mentioned above
2225       (<emphasis>For most clients...</emphasis>), which points out that
2226       locking must nearly always be done outside the container, by
2227       client code (that'd be you, not us).  There is a notable
2228       exceptions to this rule.  Allocators called while a container or
2229       element is constructed uses an internal lock obtained and
2230       released solely within libstdc++ code (in fact, this is the
2231       reason STL requires any knowledge of the thread configuration).
2232    </para>
2233    <para>For implementing a container which does its own locking, it is
2234       trivial to provide a wrapper class which obtains the lock (as
2235       SGI suggests), performs the container operation, and then
2236       releases the lock.  This could be templatized <emphasis>to a certain
2237       extent</emphasis>, on the underlying container and/or a locking
2238       mechanism.  Trying to provide a catch-all general template
2239       solution would probably be more trouble than it's worth.
2240    </para>
2241    <para>The library implementation may be configured to use the
2242       high-speed caching memory allocator, which complicates thread
2243       safety issues. For all details about how to globally override
2244       this at application run-time
2245       see <link linkend="manual.intro.using.macros">here</link>. Also
2246       useful are details
2247       on <link linkend="std.util.memory.allocator">allocator</link>
2248       options and capabilities.
2249    </para>
2251     </section>
2252 </section>
2254 <!-- Section 0x : Exception policies, expectations, topics -->
2255 <xi:include xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude" parse="xml" href="using_exceptions.xml">
2256 </xi:include>
2258 <!-- Section 0x : Debug -->
2259 <xi:include xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude" parse="xml" href="debug.xml">
2260 </xi:include>
2262 </chapter>