i386: Add OPTION_MASK_ISA2_EVEX512 for some AVX512 instructions.
[official-gcc.git] / gcc / doc / cpp.texi
bloba83aa263df0f3a3857864d49c2849f435efe53ca
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4 @setchapternewpage off
5 @c @smallbook
6 @c @cropmarks
7 @c @finalout
9 @include gcc-common.texi
11 @copying
12 @c man begin COPYRIGHT
13 Copyright @copyright{} 1987-2024 Free Software Foundation, Inc.
15 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
16 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3 or
17 any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
18 the license is included in the
19 @c man end
20 section entitled ``GNU Free Documentation License''.
21 @ignore
22 @c man begin COPYRIGHT
23 man page gfdl(7).
24 @c man end
25 @end ignore
27 @c man begin COPYRIGHT
28 This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
29 (a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
31 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
33      A GNU Manual
35 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
37      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
38      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
39      funds for GNU development.
40 @c man end
41 @end copying
43 @c Create a separate index for command line options.
44 @defcodeindex op
45 @syncodeindex vr op
47 @c Used in cppopts.texi and cppenv.texi.
48 @set cppmanual
50 @ifinfo
51 @dircategory Software development
52 @direntry
53 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
54 @end direntry
55 @end ifinfo
57 @titlepage
58 @title The C Preprocessor
59 @versionsubtitle
60 @author Richard M. Stallman, Zachary Weinberg
61 @page
62 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
63 @c override it.
64 @vskip 0pt plus 1filll
65 @insertcopying
66 @end titlepage
67 @contents
68 @page
70 @ifnottex
71 @node Top
72 @top
73 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
74 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
75 useful on its own.
77 @menu
78 * Overview::
79 * Header Files::
80 * Macros::
81 * Conditionals::
82 * Diagnostics::
83 * Line Control::
84 * Pragmas::
85 * Binary Resource Inclusion::
86 * Other Directives::
87 * Preprocessor Output::
88 * Traditional Mode::
89 * Implementation Details::
90 * Invocation::
91 * Environment Variables::
92 * GNU Free Documentation License::
93 * Index of Directives::
94 * Option Index::
95 * Concept Index::
97 @detailmenu
98  --- The Detailed Node Listing ---
100 Overview
102 * Character sets::
103 * Initial processing::
104 * Tokenization::
105 * The preprocessing language::
107 Header Files
109 * Include Syntax::
110 * Include Operation::
111 * Search Path::
112 * Once-Only Headers::
113 * Alternatives to Wrapper #ifndef::
114 * Computed Includes::
115 * Wrapper Headers::
116 * System Headers::
118 Macros
120 * Object-like Macros::
121 * Function-like Macros::
122 * Macro Arguments::
123 * Stringizing::
124 * Concatenation::
125 * Variadic Macros::
126 * Predefined Macros::
127 * Undefining and Redefining Macros::
128 * Directives Within Macro Arguments::
129 * Macro Pitfalls::
131 Predefined Macros
133 * Standard Predefined Macros::
134 * Common Predefined Macros::
135 * System-specific Predefined Macros::
136 * C++ Named Operators::
138 Macro Pitfalls
140 * Misnesting::
141 * Operator Precedence Problems::
142 * Swallowing the Semicolon::
143 * Duplication of Side Effects::
144 * Self-Referential Macros::
145 * Argument Prescan::
146 * Newlines in Arguments::
148 Conditionals
150 * Conditional Uses::
151 * Conditional Syntax::
152 * Deleted Code::
154 Conditional Syntax
156 * Ifdef::
157 * If::
158 * Defined::
159 * Else::
160 * Elif::
162 Implementation Details
164 * Implementation-defined behavior::
165 * Implementation limits::
166 * Obsolete Features::
168 Obsolete Features
170 * Obsolete Features::
172 @end detailmenu
173 @end menu
175 @insertcopying
176 @end ifnottex
178 @node Overview
179 @chapter Overview
180 @c man begin DESCRIPTION
181 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
182 that is used automatically by the C compiler to transform your program
183 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
184 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
185 constructs.
187 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
188 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
189 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
190 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
191 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
192 preserving characteristics of the input which are not significant to
193 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
194 will be removed, and the Makefile will not work.
196 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
197 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
198 (Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional-cpp}
199 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
200 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
201 instead of native language comments, and keeping macros simple.
203 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
204 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
205 facilities.  Most high level programming languages have their own
206 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
207 try a true general text processor, such as GNU M4.
209 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
210 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
211 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
212 few things required by the standard.  These are features which are
213 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
214 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
215 you should use the @option{-std=c90}, @option{-std=c99},
216 @option{-std=c11} or @option{-std=c17} options, depending
217 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
218 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
220 This manual describes the behavior of the ISO preprocessor.  To
221 minimize gratuitous differences, where the ISO preprocessor's
222 behavior does not conflict with traditional semantics, the
223 traditional preprocessor should behave the same way.  The various
224 differences that do exist are detailed in the section @ref{Traditional
225 Mode}.
227 For clarity, unless noted otherwise, references to @samp{CPP} in this
228 manual refer to GNU CPP@.
229 @c man end
231 @menu
232 * Character sets::
233 * Initial processing::
234 * Tokenization::
235 * The preprocessing language::
236 @end menu
238 @node Character sets
239 @section Character sets
241 Source code character set processing in C and related languages is
242 rather complicated.  The C standard discusses two character sets, but
243 there are really at least four.
245 The files input to CPP might be in any character set at all.  CPP's
246 very first action, before it even looks for line boundaries, is to
247 convert the file into the character set it uses for internal
248 processing.  That set is what the C standard calls the @dfn{source}
249 character set.  It must be isomorphic with ISO 10646, also known as
250 Unicode.  CPP uses the UTF-8 encoding of Unicode.
252 The character sets of the input files are specified using the
253 @option{-finput-charset=} option.
255 All preprocessing work (the subject of the rest of this manual) is
256 carried out in the source character set.  If you request textual
257 output from the preprocessor with the @option{-E} option, it will be
258 in UTF-8.
260 After preprocessing is complete, string and character constants are
261 converted again, into the @dfn{execution} character set.  This
262 character set is under control of the user; the default is UTF-8,
263 matching the source character set.  Wide string and character
264 constants have their own character set, which is not called out
265 specifically in the standard.  Again, it is under control of the user.
266 The default is UTF-16 or UTF-32, whichever fits in the target's
267 @code{wchar_t} type, in the target machine's byte
268 order.@footnote{UTF-16 does not meet the requirements of the C
269 standard for a wide character set, but the choice of 16-bit
270 @code{wchar_t} is enshrined in some system ABIs so we cannot fix
271 this.}  Octal and hexadecimal escape sequences do not undergo
272 conversion; @t{'\x12'} has the value 0x12 regardless of the currently
273 selected execution character set.  All other escapes are replaced by
274 the character in the source character set that they represent, then
275 converted to the execution character set, just like unescaped
276 characters.
278 In identifiers, characters outside the ASCII range can be specified
279 with the @samp{\u} and @samp{\U} escapes or used directly in the input
280 encoding.  If strict ISO C90 conformance is specified with an option
281 such as @option{-std=c90}, or @option{-fno-extended-identifiers} is
282 used, then those constructs are not permitted in identifiers.
284 @node Initial processing
285 @section Initial processing
287 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
288 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
289 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
290 transformation before the next one begins.  CPP actually does them
291 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
292 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
293 standard.
295 @enumerate
296 @cindex line endings
297 @item
298 The input file is read into memory and broken into lines.
300 Different systems use different conventions to indicate the end of a
301 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
302 LF}} and @kbd{CR} as end-of-line markers.  These are the canonical
303 sequences used by Unix, DOS and VMS, and the classic Mac OS (before
304 OSX) respectively.  You may therefore safely copy source code written
305 on any of those systems to a different one and use it without
306 conversion.  (GCC may lose track of the current line number if a file
307 doesn't consistently use one convention, as sometimes happens when it
308 is edited on computers with different conventions that share a network
309 file system.)
311 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
312 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
313 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
314 warning message.
316 @cindex trigraphs
317 @item
318 @anchor{trigraphs}If trigraphs are enabled, they are replaced by their
319 corresponding single characters.  By default GCC ignores trigraphs,
320 but if you request a strictly conforming mode with the @option{-std}
321 option, or you specify the @option{-trigraphs} option, then it
322 converts them.
324 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
325 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
326 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
327 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
328 constant for a newline.
330 Trigraphs are not popular and many compilers implement them
331 incorrectly.  Portable code should not rely on trigraphs being either
332 converted or ignored.  With @option{-Wtrigraphs} GCC will warn you
333 when a trigraph may change the meaning of your program if it were
334 converted.  @xref{Wtrigraphs}.
336 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks
337 from being confused with a trigraph by inserting a backslash between
338 the question marks, or by separating the string literal at the
339 trigraph and making use of string literal concatenation.  @t{"(??\?)"}
340 is the string @samp{(???)}, not @samp{(?]}.  Traditional C compilers
341 do not recognize these idioms.
343 The nine trigraphs and their replacements are
345 @smallexample
346 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
347 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
348 @end smallexample
350 @cindex continued lines
351 @cindex backslash-newline
352 @item
353 Continued lines are merged into one long line.
355 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
356 backslash is removed and the following line is joined with the current
357 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
358 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
359 only at white space.)
361 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
362 @dfn{backslash-newline}.
364 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
365 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
366 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
367 line, GCC will warn you about it.
369 @cindex comments
370 @cindex line comments
371 @cindex block comments
372 @item
373 All comments are replaced with single spaces.
375 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
376 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
377 nest:
379 @smallexample
380 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
381 @end smallexample
383 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
384 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
385 because they would end in the same place anyway.
387 @smallexample
388 // @r{this is} // @r{one comment}
389 @r{text outside comment}
390 @end smallexample
391 @end enumerate
393 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
395 @smallexample
396 @group
397 /* @r{block comment}
398    // @r{contains line comment}
399    @r{yet more comment}
400  */ @r{outside comment}
402 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
403 @end group
404 @end smallexample
406 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
407 comment.
409 @smallexample
410 @group
411  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
412     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
413 @end group
414 @end smallexample
416 Comments are not recognized within string literals.
417 @t{@w{"/* blah */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not
418 an empty string.
420 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
421 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
422 of the C standard, they are an official part of the language.
424 Since these transformations happen before all other processing, you can
425 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
426 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
427 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
428 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
429 For example:
431 @smallexample
432 @group
435 */ # /*
436 */ defi\
437 ne FO\
438 O 10\
440 @end group
441 @end smallexample
443 @noindent
444 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
445 extremely confusing and should not be used in code intended to be
446 readable.
448 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
449 interpreted as a backslash-newline.  This cannot affect any correct
450 program, however.
452 @node Tokenization
453 @section Tokenization
455 @cindex tokens
456 @cindex preprocessing tokens
457 After the textual transformations are finished, the input file is
458 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
459 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
460 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
461 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
462 but it is often necessary to avoid ambiguities.
464 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
465 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
466 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
467 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
468 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
469 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
470 could not.
472 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
473 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
474 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
476 @smallexample
477 @group
478 #define foo() bar
479 foo()baz
480      @expansion{} bar baz
481 @emph{not}
482      @expansion{} barbaz
483 @end group
484 @end smallexample
486 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
487 preprocessing token becomes one compiler token.
489 @cindex identifiers
490 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
491 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
492 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
493 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
494 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
495 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
496 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
497 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
499 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
500 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
501 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
503 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
504 part of the ``basic source character set'', at the implementation's
505 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
506 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
507 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.
509 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
510 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
511 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
512 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
513 option.  @xref{Invocation}.
515 @cindex numbers
516 @cindex preprocessing numbers
517 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
518 category includes all the normal integer and floating point constants
519 one expects of C, but also a number of other things one might not
520 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
521 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
522 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
523 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
524 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
525 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are 
526 used for hexadecimal floating-point constants.)
528 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
529 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
530 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
531 which is complicated.  The definition also permits you to split an
532 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
533 pasted back together with the @samp{##} operator.
535 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
536 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
537 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
538 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
539 might have intended.
541 @cindex string literals
542 @cindex string constants
543 @cindex character constants
544 @cindex header file names
545 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
546 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
547 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
548 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
549 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
550 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
551 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
552 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
553 the length of a character constant, but the value of a character
554 constant that contains more than one character is
555 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
557 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
558 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
559 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
560 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
561 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
562 Operation}.
564 No string literal may extend past the end of a line.  You may use continued
565 lines instead, or string constant concatenation.
567 @cindex punctuators
568 @cindex digraphs
569 @cindex alternative tokens
570 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
571 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
572 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
573 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
574 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
575 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
576 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
577 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
578 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
579 their corresponding normal punctuators are:
581 @smallexample
582 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
583 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
584 @end smallexample
586 @cindex other tokens
587 Any other single byte is considered ``other'' and passed on to the
588 preprocessor's output unchanged.  The C compiler will almost certainly
589 reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the only
590 ``other'' characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
591 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
592 normally considered a letter.)  All bytes with the high bit set
593 (numeric range 0x7F--0xFF) that were not succesfully interpreted as
594 part of an extended character in the input encoding are also ``other''
595 in the present implementation.
597 NUL is a special case because of the high probability that its
598 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
599 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
600 silently ignored, just as any other character would be.  In running
601 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
602 have the same meaning.
604 @smallexample
605 #define X^@@1
606 #define X 1
607 @end smallexample
609 @noindent
610 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
611 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
612 warning message.
614 @node The preprocessing language
615 @section The preprocessing language
616 @cindex directives
617 @cindex preprocessing directives
618 @cindex directive line
619 @cindex directive name
621 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
622 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
623 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
624 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
625 what most people think of as the preprocessor's job.
627 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
628 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
630 @itemize @bullet
631 @item
632 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
633 substituted into your program.
635 @item
636 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
637 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
638 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
639 automatically defined for you.
641 @item
642 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
643 program according to various conditions.
645 @item
646 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
647 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
648 control to inform the compiler where each source line originally came
649 from.
651 @item
652 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
653 or warnings.
654 @end itemize
656 There are a few more, less useful, features.
658 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
659 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
660 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
661 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
662 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
663 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
664 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
665 the directive that defines a macro.
667 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
668 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
669 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
670 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
672 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
673 preprocessing directives.
675 Some directives require arguments; these make up the rest of the
676 directive line and must be separated from the directive name by
677 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
678 name and the intended expansion of the macro.
680 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
681 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
682 which extends past the end of the line.  In either case, when the
683 directive is processed, the continuations have already been merged with
684 the first line to make one long line.
686 @node Header Files
687 @chapter Header Files
689 @cindex header file
690 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
691 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
692 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
693 C preprocessing directive @samp{#include}.
695 Header files serve two purposes.
697 @itemize @bullet
698 @cindex system header files
699 @item
700 System header files declare the interfaces to parts of the operating
701 system.  You include them in your program to supply the definitions and
702 declarations you need to invoke system calls and libraries.
704 @item
705 Your own header files contain declarations for interfaces between the
706 source files of your program.  Each time you have a group of related
707 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
708 several different source files, it is a good idea to create a header
709 file for them.
710 @end itemize
712 Including a header file produces the same results as copying the header
713 file into each source file that needs it.  Such copying would be
714 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
715 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
716 can be changed in one place, and programs that include the header file
717 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
718 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
719 as the risk that a failure to find one copy will result in
720 inconsistencies within a program.
722 In C, the usual convention is to give header files names that end with
723 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
724 underscores in header file names, and at most one dot.
726 @menu
727 * Include Syntax::
728 * Include Operation::
729 * Search Path::
730 * Once-Only Headers::
731 * Alternatives to Wrapper #ifndef::
732 * Computed Includes::
733 * Wrapper Headers::
734 * System Headers::
735 @end menu
737 @node Include Syntax
738 @section Include Syntax
740 @findex #include
741 Both user and system header files are included using the preprocessing
742 directive @samp{#include}.  It has two variants:
744 @table @code
745 @item #include <@var{file}>
746 This variant is used for system header files.  It searches for a file
747 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
748 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
750 @item #include "@var{file}"
751 This variant is used for header files of your own program.  It
752 searches for a file named @var{file} first in the directory containing
753 the current file, then in the quote directories and then the same
754 directories used for @code{<@var{file}>}.  You can prepend directories
755 to the list of quote directories with the @option{-iquote} option.
756 @end table
758 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
759 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
760 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
761 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
763 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
764 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
765 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
766 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
767 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
768 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
769 to use only @samp{/}.)
771 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
772 after the file name.
774 @node Include Operation
775 @section Include Operation
777 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
778 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
779 current file.  The output from the preprocessor contains the output
780 already generated, followed by the output resulting from the included
781 file, followed by the output that comes from the text after the
782 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
783 @file{header.h} as follows,
785 @smallexample
786 char *test (void);
787 @end smallexample
789 @noindent
790 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
791 like this,
793 @smallexample
794 int x;
795 #include "header.h"
798 main (void)
800   puts (test ());
802 @end smallexample
804 @noindent
805 the compiler will see the same token stream as it would if
806 @file{program.c} read
808 @smallexample
809 int x;
810 char *test (void);
813 main (void)
815   puts (test ());
817 @end smallexample
819 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
820 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
821 included from another file.  The include file could even contain the
822 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
823 the end of a statement that was started in the including file.  However,
824 an included file must consist of complete tokens.  Comments and string
825 literals which have not been closed by the end of an included file are
826 invalid.  For error recovery, they are considered to end at the end of
827 the file.
829 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
830 syntactic units---function declarations or definitions, type
831 declarations, etc.
833 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
834 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
835 final newline.
837 @node Search Path
838 @section Search Path
840 By default, the preprocessor looks for header files included by the quote
841 form of the directive @code{@w{#include "@var{file}"}} first relative to
842 the directory of the current file, and then in a preconfigured list 
843 of standard system directories.  
844 For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
845 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
846 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
848 For the angle-bracket form @code{@w{#include <@var{file}>}}, the
849 preprocessor's default behavior is to look only in the standard system
850 directories.  The exact search directory list depends on the target
851 system, how GCC is configured, and where it is installed.  You can
852 find the default search directory list for your version of CPP by
853 invoking it with the @option{-v} option.  For example,
855 @smallexample
856 cpp -v /dev/null -o /dev/null
857 @end smallexample
859 There are a number of command-line options you can use to add
860 additional directories to the search path.  
861 The most commonly-used option is @option{-I@var{dir}}, which causes 
862 @var{dir} to be searched after the current directory (for the quote 
863 form of the directive) and ahead of the standard system directories.
864 You can specify multiple @option{-I} options on the command line, 
865 in which case the directories are searched in left-to-right order.
867 If you need separate control over the search paths for the quote and 
868 angle-bracket forms of the @samp{#include} directive, you can use the
869 @option{-iquote} and/or @option{-isystem} options instead of @option{-I}.
870 @xref{Invocation}, for a detailed description of these options, as 
871 well as others that are less generally useful.
873 If you specify other options on the command line, such as @option{-I},
874 that affect where the preprocessor searches for header files, the
875 directory list printed by the @option{-v} option reflects the actual
876 search path used by the preprocessor.
878 Note that you can also prevent the preprocessor from searching any of
879 the default system header directories with the @option{-nostdinc}
880 option.  This is useful when you are compiling an operating system
881 kernel or some other program that does not use the standard C library
882 facilities, or the standard C library itself.
884 @node Once-Only Headers
885 @section Once-Only Headers
886 @cindex repeated inclusion
887 @cindex including just once
888 @cindex wrapper @code{#ifndef}
890 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
891 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
892 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
893 it will certainly waste time.
895 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
896 of the file in a conditional, like this:
898 @smallexample
899 @group
900 /* File foo.  */
901 #ifndef FILE_FOO_SEEN
902 #define FILE_FOO_SEEN
904 @var{the entire file}
906 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
907 @end group
908 @end smallexample
910 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
911 When the header is included again, the conditional will be false,
912 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
913 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
914 twice.
916 CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
917 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
918 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
919 not bother to rescan the file at all.
921 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
922 this optimization.
924 @cindex controlling macro
925 @cindex guard macro
926 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
927 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
928 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
929 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
930 file, the macro name should contain the name of the file and some
931 additional text, to avoid conflicts with other header files.
933 @node Alternatives to Wrapper #ifndef
934 @section Alternatives to Wrapper #ifndef
936 CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
937 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef}
938 and we recommend you do not use them in new programs, with the caveat
939 that @samp{#import} is standard practice in Objective-C.
941 @findex #import
942 CPP supports a variant of @samp{#include} called @samp{#import} which
943 includes a file, but does so at most once.  If you use @samp{#import}
944 instead of @samp{#include}, then you don't need the conditionals
945 inside the header file to prevent multiple inclusion of the contents.
946 @samp{#import} is standard in Objective-C, but is considered a
947 deprecated extension in C and C++.
949 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
950 a header file to know that it should only be included once.  It is much
951 better for the header file's implementor to write the file so that users
952 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
953 this goal.
955 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
956 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
957 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
958 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
960 Another way to prevent a header file from being included more than once
961 is with the @samp{#pragma once} directive (@pxref{Pragmas}).  
962 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
963 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
964 in a portable program.
966 @node Computed Includes
967 @section Computed Includes
968 @cindex computed includes
969 @cindex macros in include
971 Sometimes it is necessary to select one of several different header
972 files to be included into your program.  They might specify
973 configuration parameters to be used on different sorts of operating
974 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
976 @smallexample
977 #if SYSTEM_1
978 # include "system_1.h"
979 #elif SYSTEM_2
980 # include "system_2.h"
981 #elif SYSTEM_3
982 @dots{}
983 #endif
984 @end smallexample
986 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
987 ability to use a macro for the header name.  This is called a
988 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
989 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
991 @smallexample
992 #define SYSTEM_H "system_1.h"
993 @dots{}
994 #include SYSTEM_H
995 @end smallexample
997 @noindent
998 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
999 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
1000 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
1001 @option{-D} option.
1003 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
1004 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
1005 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
1006 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
1007 if you use double-quote includes, which are close enough to string
1008 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
1010 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
1011 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
1012 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
1013 like running text would be.
1015 If the line expands to a single string constant, the contents of that
1016 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
1017 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
1018 escapes in the string.  Therefore
1020 @smallexample
1021 #define HEADER "a\"b"
1022 #include HEADER
1023 @end smallexample
1025 @noindent
1026 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
1027 to the rules for double-quoted includes.
1029 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
1030 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
1031 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
1032 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
1033 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
1034 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
1035 according to the rules for angle-bracket includes.
1037 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
1038 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
1039 if the result of expansion does not match either of the two expected
1040 forms.
1042 These rules are implementation-defined behavior according to the C
1043 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
1044 computed includes differently, we recommend you use only a single
1045 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
1046 minimize confusion for people reading your program.
1048 @node Wrapper Headers
1049 @section Wrapper Headers
1050 @cindex wrapper headers
1051 @cindex overriding a header file
1052 @findex #include_next
1054 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
1055 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
1056 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
1057 a new header file with the same name and insert it in the search path
1058 before the original header.  That works fine as long as you're willing
1059 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1060 the old header from the new one?
1062 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1063 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1064 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1065 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1067 You could include the old header with an absolute pathname:
1068 @smallexample
1069 #include "/usr/include/old-header.h"
1070 @end smallexample
1071 @noindent
1072 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1073 would have to edit the new headers to match.
1075 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1076 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1077 @emph{next} file with this name''.  This directive works like
1078 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1079 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1080 in which the current file was found.
1082 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1083 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1084 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1085 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1086 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1087 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1089 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1090 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1091 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1092 file named, starting with the directory in the search path after the one
1093 where the current file was found.
1095 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1096 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1097 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1098 program; it should be used only to make global corrections along the
1099 lines of @command{fixincludes}.
1101 @node System Headers
1102 @section System Headers
1103 @cindex system header files
1105 The header files declaring interfaces to the operating system and
1106 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1107 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1108 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1109 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1110 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1111 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1112 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1113 because of code in macros defined in system headers.
1115 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1116 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1117 There are, however, two ways to make normal headers into system headers:
1119 @itemize @bullet
1120 @item
1121 Header files found in directories added to the search path with the 
1122 @option{-isystem} and @option{-idirafter} command-line options are 
1123 treated as system headers for the purposes of diagnostics.
1125 @findex #pragma GCC system_header
1126 @item
1127 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1128 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1129 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1130 @samp{#pragma} in the file is not affected.  @code{@w{#pragma GCC
1131 system_header}} has no effect in the primary source file.
1132 @end itemize
1134 On some targets, such as RS/6000 AIX, GCC implicitly surrounds all
1135 system headers with an @samp{extern "C"} block when compiling as C++.
1137 @node Macros
1138 @chapter Macros
1140 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1141 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1142 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1143 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1144 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1146 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1147 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1148 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1149 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1150 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1151 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1152 macros when you are compiling C++.
1154 @menu
1155 * Object-like Macros::
1156 * Function-like Macros::
1157 * Macro Arguments::
1158 * Stringizing::
1159 * Concatenation::
1160 * Variadic Macros::
1161 * Predefined Macros::
1162 * Undefining and Redefining Macros::
1163 * Directives Within Macro Arguments::
1164 * Macro Pitfalls::
1165 @end menu
1167 @node Object-like Macros
1168 @section Object-like Macros
1169 @cindex object-like macro
1170 @cindex symbolic constants
1171 @cindex manifest constants
1173 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1174 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1175 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1176 symbolic names to numeric constants.
1178 @findex #define
1179 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1180 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1181 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1182 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1184 @smallexample
1185 #define BUFFER_SIZE 1024
1186 @end smallexample
1188 @noindent
1189 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1190 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1191 there comes a C statement of the form
1193 @smallexample
1194 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1195 @end smallexample
1197 @noindent
1198 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1199 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1200 if you had written
1202 @smallexample
1203 foo = (char *) malloc (1024);
1204 @end smallexample
1206 By convention, macro names are written in uppercase.  Programs are
1207 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1208 macros.
1210 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1211 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1212 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1213 come out on one line.  For example,
1215 @smallexample
1216 #define NUMBERS 1, \
1217                 2, \
1218                 3
1219 int x[] = @{ NUMBERS @};
1220      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1221 @end smallexample
1223 @noindent
1224 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1225 in error messages.
1227 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1228 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1229 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1230 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1232 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1233 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1234 to the C preprocessor
1236 @smallexample
1237 foo = X;
1238 #define X 4
1239 bar = X;
1240 @end smallexample
1242 @noindent
1243 produces
1245 @smallexample
1246 foo = X;
1247 bar = 4;
1248 @end smallexample
1250 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1251 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1252 macros to expand.  For example,
1254 @smallexample
1255 @group
1256 #define TABLESIZE BUFSIZE
1257 #define BUFSIZE 1024
1258 TABLESIZE
1259      @expansion{} BUFSIZE
1260      @expansion{} 1024
1261 @end group
1262 @end smallexample
1264 @noindent
1265 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1266 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1268 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1269 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1270 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1271 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1272 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1273 more macro names.
1275 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1276 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1277 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1278 currently in effect:
1280 @smallexample
1281 #define BUFSIZE 1020
1282 #define TABLESIZE BUFSIZE
1283 #undef BUFSIZE
1284 #define BUFSIZE 37
1285 @end smallexample
1287 @noindent
1288 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1290 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1291 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1292 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1293 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1295 @node Function-like Macros
1296 @section Function-like Macros
1297 @cindex function-like macros
1299 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1300 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1301 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1302 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1304 @smallexample
1305 #define lang_init()  c_init()
1306 lang_init()
1307      @expansion{} c_init()
1308 @end smallexample
1310 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1311 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1312 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1313 name, and you wish to use the function sometimes.
1315 @smallexample
1316 extern void foo(void);
1317 #define foo() /* @r{optimized inline version} */
1318 @dots{}
1319   foo();
1320   funcptr = foo;
1321 @end smallexample
1323 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1324 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1325 be expanded, it would cause a syntax error.
1327 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1328 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1329 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1330 parentheses.
1332 @smallexample
1333 #define lang_init ()    c_init()
1334 lang_init()
1335      @expansion{} () c_init()()
1336 @end smallexample
1338 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1339 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1340 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1341 consume those parentheses.
1343 @node Macro Arguments
1344 @section Macro Arguments
1345 @cindex arguments
1346 @cindex macros with arguments
1347 @cindex arguments in macro definitions
1349 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1350 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1351 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1352 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1353 separated by commas and optionally whitespace.
1355 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1356 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1357 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1358 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1359 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1360 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1361 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1362 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1363 macro body.)
1365 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1366 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1368 @smallexample
1369 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1370   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1371   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1372   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1373 @end smallexample
1375 @noindent
1376 (In this small example you can already see several of the dangers of
1377 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1379 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1380 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1381 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1382 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1383 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1384 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1386 @smallexample
1387 macro (array[x = y, x + 1])
1388 @end smallexample
1390 @noindent
1391 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1392 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1393 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1394 code.
1396 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1397 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1398 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1399 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1400 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1401 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1402 Prescan}, for detailed discussion.
1404 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1406 @smallexample
1407   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1408 @end smallexample
1410 @noindent
1411 and then to
1413 @smallexample
1414 @group
1415 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1416  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1417  : (c))
1418 @end group
1419 @end smallexample
1421 @noindent
1422 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1424 @cindex empty macro arguments
1425 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1426 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1427 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1428 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1429 Here are some silly examples using @code{min}:
1431 @smallexample
1432 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1433 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1434 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1435 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1437 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1438 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1439 @end smallexample
1441 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1442 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1443 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1444 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1445 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1446 empty argument was required.
1448 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1449 their corresponding actual arguments.
1451 @smallexample
1452 #define foo(x) x, "x"
1453 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1454 @end smallexample
1456 @node Stringizing
1457 @section Stringizing
1458 @cindex stringizing
1459 @cindex @samp{#} operator
1461 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1462 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1463 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1464 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1465 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1466 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1467 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringizing}.
1469 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1470 stringize it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1471 string constants and stringized arguments.  The preprocessor
1472 replaces the stringized arguments with string constants.  The C
1473 compiler then combines all the adjacent string constants into one
1474 long string.
1476 Here is an example of a macro definition that uses stringizing:
1478 @smallexample
1479 @group
1480 #define WARN_IF(EXP) \
1481 do @{ if (EXP) \
1482         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1483 while (0)
1484 WARN_IF (x == 0);
1485      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1486            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1487 @end group
1488 @end smallexample
1490 @noindent
1491 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1492 @code{if} statement, and once, stringized, into the argument to
1493 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1494 @code{if} statement, but not in the string.
1496 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1497 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1498 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1499 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1501 Stringizing in C involves more than putting double-quote characters
1502 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1503 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1504 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1505 proper contents.  Thus, stringizing @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1506 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1507 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1508 stringizes to @t{"\n"}.
1510 All leading and trailing whitespace in text being stringized is
1511 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1512 converted to a single space in the stringized result.  Comments are
1513 replaced by whitespace long before stringizing happens, so they
1514 never appear in stringized text.
1516 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1518 If you want to stringize the result of expansion of a macro argument,
1519 you have to use two levels of macros.
1521 @smallexample
1522 #define xstr(s) str(s)
1523 #define str(s) #s
1524 #define foo 4
1525 str (foo)
1526      @expansion{} "foo"
1527 xstr (foo)
1528      @expansion{} xstr (4)
1529      @expansion{} str (4)
1530      @expansion{} "4"
1531 @end smallexample
1533 @code{s} is stringized when it is used in @code{str}, so it is not
1534 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1535 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1536 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1537 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1539 @node Concatenation
1540 @section Concatenation
1541 @cindex concatenation
1542 @cindex token pasting
1543 @cindex token concatenation
1544 @cindex @samp{##} operator
1546 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1547 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1548 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1549 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1550 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1551 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1552 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1553 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1554 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1555 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1556 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1557 token pasting.
1559 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1560 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1561 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1562 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1563 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1564 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1565 simply remove the @samp{##}.
1567 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1568 but you could just as well write them as one token in the first place.
1569 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1570 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1571 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1572 executes.  As with stringizing, the actual argument is not
1573 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1574 effect.
1576 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1577 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1578 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1579 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1580 comments, and you can put comments in arguments that will be
1581 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1582 end of a macro body.
1584 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1585 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1586 as follows:
1588 @smallexample
1589 @group
1590 struct command
1592   char *name;
1593   void (*function) (void);
1595 @end group
1597 @group
1598 struct command commands[] =
1600   @{ "quit", quit_command @},
1601   @{ "help", help_command @},
1602   @dots{}
1604 @end group
1605 @end smallexample
1607 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1608 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1609 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1610 constant can be created with stringizing, and the function name by
1611 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1613 @smallexample
1614 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1616 struct command commands[] =
1618   COMMAND (quit),
1619   COMMAND (help),
1620   @dots{}
1622 @end smallexample
1624 @node Variadic Macros
1625 @section Variadic Macros
1626 @cindex variable number of arguments
1627 @cindex macros with variable arguments
1628 @cindex variadic macros
1630 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1631 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1632 a function.  Here is an example:
1634 @smallexample
1635 #define eprintf(...) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1636 @end smallexample
1638 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1639 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1640 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1641 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1642 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1643 have this expansion:
1645 @smallexample
1646 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1647      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1648 @end smallexample
1650 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1651 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1652 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringize the variable argument
1653 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1654 below for an important special case for @samp{##}.)
1656 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1657 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  CPP permits
1658 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1659 before the @samp{...}; that name is used for the variable argument.
1660 The @code{eprintf} macro above could be written
1662 @smallexample
1663 #define eprintf(args...) fprintf (stderr, args)
1664 @end smallexample
1666 @noindent
1667 using this extension.  You cannot use @code{@w{__VA_ARGS__}} and this
1668 extension in the same macro.
1670 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1671 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1673 @smallexample
1674 #define eprintf(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1675 @end smallexample
1677 @noindent
1678 This formulation looks more descriptive, but historically it was less
1679 flexible: you had to supply at least one argument after the format
1680 string.  In standard C, you could not omit the comma separating the
1681 named argument from the variable arguments.  (Note that this
1682 restriction has been lifted in C++20, and never existed in GNU C; see
1683 below.)
1685 Furthermore, if you left the variable argument empty, you would have
1686 gotten a syntax error, because there would have been an extra comma
1687 after the format string.
1689 @smallexample
1690 eprintf("success!\n", );
1691      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1692 @end smallexample
1694 This has been fixed in C++20, and GNU CPP also has a pair of
1695 extensions which deal with this problem.
1697 First, in GNU CPP, and in C++ beginning in C++20, you are allowed to
1698 leave the variable argument out entirely:
1700 @smallexample
1701 eprintf ("success!\n")
1702      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1703 @end smallexample
1705 @noindent
1706 Second, C++20 introduces the @code{@w{__VA_OPT__}} function macro.
1707 This macro may only appear in the definition of a variadic macro.  If
1708 the variable argument has any tokens, then a @code{@w{__VA_OPT__}}
1709 invocation expands to its argument; but if the variable argument does
1710 not have any tokens, the @code{@w{__VA_OPT__}} expands to nothing:
1712 @smallexample
1713 #define eprintf(format, ...) \
1714   fprintf (stderr, format __VA_OPT__(,) __VA_ARGS__)
1715 @end smallexample
1717 @code{@w{__VA_OPT__}} is also available in GNU C and GNU C++.
1719 Historically, GNU CPP has also had another extension to handle the
1720 trailing comma: the @samp{##} token paste operator has a special
1721 meaning when placed between a comma and a variable argument.  Despite
1722 the introduction of @code{@w{__VA_OPT__}}, this extension remains
1723 supported in GNU CPP, for backward compatibility.  If you write
1725 @smallexample
1726 #define eprintf(format, ...) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1727 @end smallexample
1729 @noindent
1730 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1731 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1732 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1733 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1735 @smallexample
1736 eprintf ("success!\n")
1737      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1738 @end smallexample
1740 @noindent
1741 The above explanation is ambiguous about the case where the only macro
1742 parameter is a variable arguments parameter, as it is meaningless to
1743 try to distinguish whether no argument at all is an empty argument or
1744 a missing argument.  
1745 CPP retains the comma when conforming to a specific C
1746 standard.  Otherwise the comma is dropped as an extension to the standard.
1748 The C standard 
1749 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1750 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1751 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1752 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1753 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1754 purpose.
1756 Likewise, C++ forbids @code{@w{__VA_OPT__}} anywhere outside the
1757 replacement list of a variadic macro.
1759 Variadic macros became a standard part of the C language with C99.  
1760 GNU CPP previously supported them
1761 with a named variable argument
1762 (@samp{args...}, not @samp{...} and @code{@w{__VA_ARGS__}}), which
1763 is still supported for backward compatibility.
1765 @node Predefined Macros
1766 @section Predefined Macros
1768 @cindex predefined macros
1769 Several object-like macros are predefined; you use them without
1770 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1771 common, and system-specific.
1773 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1774 predefined macros, but you cannot undefine them.
1776 @menu
1777 * Standard Predefined Macros::
1778 * Common Predefined Macros::
1779 * System-specific Predefined Macros::
1780 * C++ Named Operators::
1781 @end menu
1783 @node Standard Predefined Macros
1784 @subsection Standard Predefined Macros
1785 @cindex standard predefined macros.
1787 The standard predefined macros are specified by the relevant
1788 language standards, so they are available with all compilers that
1789 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1790 them.  Their names all start with double underscores.
1792 @table @code
1793 @item __FILE__
1794 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1795 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1796 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1797 input file name argument.  For example,
1798 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1799 macro.
1801 @item __LINE__
1802 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1803 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1804 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1805 new line of source code.
1806 @end table
1808 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1809 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1810 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1811 example,
1813 @smallexample
1814 fprintf (stderr, "Internal error: "
1815                  "negative string length "
1816                  "%d at %s, line %d.",
1817          length, __FILE__, __LINE__);
1818 @end smallexample
1820 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1821 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1822 that file, when processing resumes on the input file that contained
1823 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1824 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1825 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1826 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1828 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1829 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1831 C99 introduced @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1832 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1833 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1834 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1835 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1836 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1838 @table @code
1840 @item __DATE__
1841 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1842 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1843 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1844 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1846 If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
1847 (once per compilation) and @code{__DATE__} will expand to
1848 @code{@w{"??? ?? ????"}}.
1850 @item __TIME__
1851 This macro expands to a string constant that describes the time at
1852 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1853 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1855 If GCC cannot determine the current time, it will emit a warning message
1856 (once per compilation) and @code{__TIME__} will expand to
1857 @code{"??:??:??"}.
1859 @item __STDC__
1860 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1861 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1862 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1863 preprocessor always conforms to the standard unless the
1864 @option{-traditional-cpp} option is used.
1866 This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is used.
1868 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1869 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1870 conformance to the C Standard.  CPP follows the host convention when
1871 processing system header files, but when processing user files
1872 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1873 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1874 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  @xref{Invocation}.
1876 @item __STDC_VERSION__
1877 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1878 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1879 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1880 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1881 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1882 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1884 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1885 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1886 the 1999 revision of the C standard; the value @code{201112L}
1887 signifies the 2011 revision of the C standard; the value
1888 @code{201710L} signifies the 2017 revision of the C standard (which is
1889 otherwise identical to the 2011 version apart from correction of
1890 defects).  The value @code{202311L} is used for the
1891 @option{-std=c23} and @option{-std=gnu23} modes.  An unspecified value
1892 larger than @code{202311L} is used for the experimental
1893 @option{-std=c2y} and @option{-std=gnu2y} modes.
1895 This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is
1896 used, nor when compiling C++ or Objective-C@.
1898 @item __STDC_HOSTED__
1899 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1900 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1901 facilities of the standard C library available.
1903 @item __cplusplus
1904 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1905 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1906 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1907 that it expands to a version number.  Depending on the language standard
1908 selected, the value of the macro is
1909 @code{199711L} for the 1998 C++ standard,
1910 @code{201103L} for the 2011 C++ standard,
1911 @code{201402L} for the 2014 C++ standard,
1912 @code{201703L} for the 2017 C++ standard,
1913 @code{202002L} for the 2020 C++ standard,
1914 @code{202302L} for the 2023 C++ standard,
1915 or an unspecified value strictly larger than @code{202302L} for the
1916 experimental languages enabled by @option{-std=c++26} and
1917 @option{-std=gnu++26}.
1919 @item __OBJC__
1920 This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
1921 use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
1922 by a C compiler or an Objective-C compiler.
1924 @item __ASSEMBLER__
1925 This macro is defined with value 1 when preprocessing assembly
1926 language.
1928 @end table
1930 @node Common Predefined Macros
1931 @subsection Common Predefined Macros
1932 @cindex common predefined macros
1934 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1935 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1936 which you are using GNU C or GNU Fortran.  Their names all start with
1937 double underscores.
1939 @table @code
1941 @item __COUNTER__
1942 This macro expands to sequential integral values starting from 0.  In
1943 conjunction with the @code{##} operator, this provides a convenient means to
1944 generate unique identifiers.  Care must be taken to ensure that
1945 @code{__COUNTER__} is not expanded prior to inclusion of precompiled headers
1946 which use it.  Otherwise, the precompiled headers will not be used.
1948 @item __GFORTRAN__
1949 The GNU Fortran compiler defines this.
1951 @item __GNUC__
1952 @itemx __GNUC_MINOR__
1953 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1954 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1955 preprocessor: C, C++, Objective-C and Fortran.  Their values are the major
1956 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1957 constants.  For example, GCC version @var{x}.@var{y}.@var{z}
1958 defines @code{__GNUC__} to @var{x}, @code{__GNUC_MINOR__} to @var{y},
1959 and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to @var{z}.  These
1960 macros are also defined if you invoke the preprocessor directly.
1962 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1963 by GCC, or a non-GCC compiler that claims to accept the GNU C dialects,
1964 you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1965 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1966 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1967 each time the major version is increased, the
1968 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1969 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1970 like this:
1972 @smallexample
1973 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1974 #if __GNUC__ > 3 || \
1975     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1976                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1977                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1978 @end smallexample
1980 @noindent
1981 Another approach is to use the predefined macros to
1982 calculate a single number, then compare that against a threshold:
1984 @smallexample
1985 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
1986                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
1987                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
1988 @dots{}
1989 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1990 #if GCC_VERSION > 30200
1991 @end smallexample
1993 @noindent
1994 Many people find this form easier to understand.
1996 @item __GNUG__
1997 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
1998 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
2000 @item __STRICT_ANSI__
2001 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
2002 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C
2003 or ISO C++, was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
2004 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to use only
2005 definitions found in standard C.
2007 @item __BASE_FILE__
2008 This macro expands to the name of the main input file, in the form
2009 of a C string constant.  This is the source file that was specified
2010 on the command line of the preprocessor or C compiler.
2012 @item __FILE_NAME__
2013 This macro expands to the basename of the current input file, in the
2014 form of a C string constant.  This is the last path component by which
2015 the preprocessor opened the file.  For example, processing
2016 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} would set this
2017 macro to @code{"myheader.h"}.
2019 @item __INCLUDE_LEVEL__
2020 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
2021 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
2022 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
2023 end of every included file.  It starts out at 0, its value within the
2024 base file specified on the command line.
2026 @item __ELF__
2027 This macro is defined if the target uses the ELF object format.
2029 @item __VERSION__
2030 This macro expands to a string constant which describes the version of
2031 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
2032 particular form, but it can be counted on to contain at least the
2033 release number.
2035 @item __OPTIMIZE__
2036 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
2037 @itemx __NO_INLINE__
2038 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
2039 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
2040 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
2041 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
2042 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
2043 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
2045 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
2046 definitions, using macros or inline functions, of system library
2047 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
2048 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
2049 are defined.  If they are defined, their value is 1.
2051 @item __GNUC_GNU_INLINE__
2052 GCC defines this macro if functions declared @code{inline} will be
2053 handled in GCC's traditional gnu90 mode.  Object files will contain
2054 externally visible definitions of all functions declared @code{inline}
2055 without @code{extern} or @code{static}.  They will not contain any
2056 definitions of any functions declared @code{extern inline}.
2058 @item __GNUC_STDC_INLINE__
2059 GCC defines this macro if functions declared @code{inline} will be
2060 handled according to the ISO C99 or later standards.  Object files will contain
2061 externally visible definitions of all functions declared @code{extern
2062 inline}.  They will not contain definitions of any functions declared
2063 @code{inline} without @code{extern}.
2065 If this macro is defined, GCC supports the @code{gnu_inline} function
2066 attribute as a way to always get the gnu90 behavior.
2068 @item __CHAR_UNSIGNED__
2069 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
2070 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
2071 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
2072 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
2074 @item __WCHAR_UNSIGNED__
2075 Like @code{__CHAR_UNSIGNED__}, this macro is defined if and only if the
2076 data type @code{wchar_t} is unsigned and the front-end is in C++ mode.
2078 @item __REGISTER_PREFIX__
2079 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
2080 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
2081 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
2082 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
2083 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
2084 to a single @samp{%}.
2086 @item __USER_LABEL_PREFIX__
2087 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
2088 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
2089 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
2090 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
2092 This macro will have the correct definition even if
2093 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
2094 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
2095 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
2097 @item __SIZE_TYPE__
2098 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
2099 @itemx __WCHAR_TYPE__
2100 @itemx __WINT_TYPE__
2101 @itemx __INTMAX_TYPE__
2102 @itemx __UINTMAX_TYPE__
2103 @itemx __SIG_ATOMIC_TYPE__
2104 @itemx __INT8_TYPE__
2105 @itemx __INT16_TYPE__
2106 @itemx __INT32_TYPE__
2107 @itemx __INT64_TYPE__
2108 @itemx __UINT8_TYPE__
2109 @itemx __UINT16_TYPE__
2110 @itemx __UINT32_TYPE__
2111 @itemx __UINT64_TYPE__
2112 @itemx __INT_LEAST8_TYPE__
2113 @itemx __INT_LEAST16_TYPE__
2114 @itemx __INT_LEAST32_TYPE__
2115 @itemx __INT_LEAST64_TYPE__
2116 @itemx __UINT_LEAST8_TYPE__
2117 @itemx __UINT_LEAST16_TYPE__
2118 @itemx __UINT_LEAST32_TYPE__
2119 @itemx __UINT_LEAST64_TYPE__
2120 @itemx __INT_FAST8_TYPE__
2121 @itemx __INT_FAST16_TYPE__
2122 @itemx __INT_FAST32_TYPE__
2123 @itemx __INT_FAST64_TYPE__
2124 @itemx __UINT_FAST8_TYPE__
2125 @itemx __UINT_FAST16_TYPE__
2126 @itemx __UINT_FAST32_TYPE__
2127 @itemx __UINT_FAST64_TYPE__
2128 @itemx __INTPTR_TYPE__
2129 @itemx __UINTPTR_TYPE__
2130 These macros are defined to the correct underlying types for the
2131 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, @code{wint_t},
2132 @code{intmax_t}, @code{uintmax_t}, @code{sig_atomic_t}, @code{int8_t},
2133 @code{int16_t}, @code{int32_t}, @code{int64_t}, @code{uint8_t},
2134 @code{uint16_t}, @code{uint32_t}, @code{uint64_t},
2135 @code{int_least8_t}, @code{int_least16_t}, @code{int_least32_t},
2136 @code{int_least64_t}, @code{uint_least8_t}, @code{uint_least16_t},
2137 @code{uint_least32_t}, @code{uint_least64_t}, @code{int_fast8_t},
2138 @code{int_fast16_t}, @code{int_fast32_t}, @code{int_fast64_t},
2139 @code{uint_fast8_t}, @code{uint_fast16_t}, @code{uint_fast32_t},
2140 @code{uint_fast64_t}, @code{intptr_t}, and @code{uintptr_t} typedefs,
2141 respectively.  They exist to make the standard header files
2142 @file{stddef.h}, @file{stdint.h}, and @file{wchar.h} work correctly.
2143 You should not use these macros directly; instead, include the
2144 appropriate headers and use the typedefs.  Some of these macros may
2145 not be defined on particular systems if GCC does not provide a
2146 @file{stdint.h} header on those systems.
2148 @item __CHAR_BIT__
2149 Defined to the number of bits used in the representation of the
2150 @code{char} data type.  It exists to make the standard header given
2151 numerical limits work correctly.  You should not use
2152 this macro directly; instead, include the appropriate headers.
2154 @item __SCHAR_MAX__
2155 @itemx __WCHAR_MAX__
2156 @itemx __SHRT_MAX__
2157 @itemx __INT_MAX__
2158 @itemx __LONG_MAX__
2159 @itemx __LONG_LONG_MAX__
2160 @itemx __WINT_MAX__
2161 @itemx __SIZE_MAX__
2162 @itemx __PTRDIFF_MAX__
2163 @itemx __INTMAX_MAX__
2164 @itemx __UINTMAX_MAX__
2165 @itemx __SIG_ATOMIC_MAX__
2166 @itemx __INT8_MAX__
2167 @itemx __INT16_MAX__
2168 @itemx __INT32_MAX__
2169 @itemx __INT64_MAX__
2170 @itemx __UINT8_MAX__
2171 @itemx __UINT16_MAX__
2172 @itemx __UINT32_MAX__
2173 @itemx __UINT64_MAX__
2174 @itemx __INT_LEAST8_MAX__
2175 @itemx __INT_LEAST16_MAX__
2176 @itemx __INT_LEAST32_MAX__
2177 @itemx __INT_LEAST64_MAX__
2178 @itemx __UINT_LEAST8_MAX__
2179 @itemx __UINT_LEAST16_MAX__
2180 @itemx __UINT_LEAST32_MAX__
2181 @itemx __UINT_LEAST64_MAX__
2182 @itemx __INT_FAST8_MAX__
2183 @itemx __INT_FAST16_MAX__
2184 @itemx __INT_FAST32_MAX__
2185 @itemx __INT_FAST64_MAX__
2186 @itemx __UINT_FAST8_MAX__
2187 @itemx __UINT_FAST16_MAX__
2188 @itemx __UINT_FAST32_MAX__
2189 @itemx __UINT_FAST64_MAX__
2190 @itemx __INTPTR_MAX__
2191 @itemx __UINTPTR_MAX__
2192 @itemx __WCHAR_MIN__
2193 @itemx __WINT_MIN__
2194 @itemx __SIG_ATOMIC_MIN__
2195 Defined to the maximum value of the @code{signed char}, @code{wchar_t},
2196 @code{signed short},
2197 @code{signed int}, @code{signed long}, @code{signed long long},
2198 @code{wint_t}, @code{size_t}, @code{ptrdiff_t},
2199 @code{intmax_t}, @code{uintmax_t}, @code{sig_atomic_t}, @code{int8_t},
2200 @code{int16_t}, @code{int32_t}, @code{int64_t}, @code{uint8_t},
2201 @code{uint16_t}, @code{uint32_t}, @code{uint64_t},
2202 @code{int_least8_t}, @code{int_least16_t}, @code{int_least32_t},
2203 @code{int_least64_t}, @code{uint_least8_t}, @code{uint_least16_t},
2204 @code{uint_least32_t}, @code{uint_least64_t}, @code{int_fast8_t},
2205 @code{int_fast16_t}, @code{int_fast32_t}, @code{int_fast64_t},
2206 @code{uint_fast8_t}, @code{uint_fast16_t}, @code{uint_fast32_t},
2207 @code{uint_fast64_t}, @code{intptr_t}, and @code{uintptr_t} types and
2208 to the minimum value of the @code{wchar_t}, @code{wint_t}, and
2209 @code{sig_atomic_t} types respectively.  They exist to make the
2210 standard header given numerical limits work correctly.  You should not
2211 use these macros directly; instead, include the appropriate headers.
2212 Some of these macros may not be defined on particular systems if GCC
2213 does not provide a @file{stdint.h} header on those systems.
2215 @item __INT8_C
2216 @itemx __INT16_C
2217 @itemx __INT32_C
2218 @itemx __INT64_C
2219 @itemx __UINT8_C
2220 @itemx __UINT16_C
2221 @itemx __UINT32_C
2222 @itemx __UINT64_C
2223 @itemx __INTMAX_C
2224 @itemx __UINTMAX_C
2225 Defined to implementations of the standard @file{stdint.h} macros with
2226 the same names without the leading @code{__}.  They exist the make the
2227 implementation of that header work correctly.  You should not use
2228 these macros directly; instead, include the appropriate headers.  Some
2229 of these macros may not be defined on particular systems if GCC does
2230 not provide a @file{stdint.h} header on those systems.
2232 @item __SCHAR_WIDTH__
2233 @itemx __SHRT_WIDTH__
2234 @itemx __INT_WIDTH__
2235 @itemx __LONG_WIDTH__
2236 @itemx __LONG_LONG_WIDTH__
2237 @itemx __PTRDIFF_WIDTH__
2238 @itemx __SIG_ATOMIC_WIDTH__
2239 @itemx __SIZE_WIDTH__
2240 @itemx __WCHAR_WIDTH__
2241 @itemx __WINT_WIDTH__
2242 @itemx __INT_LEAST8_WIDTH__
2243 @itemx __INT_LEAST16_WIDTH__
2244 @itemx __INT_LEAST32_WIDTH__
2245 @itemx __INT_LEAST64_WIDTH__
2246 @itemx __INT_FAST8_WIDTH__
2247 @itemx __INT_FAST16_WIDTH__
2248 @itemx __INT_FAST32_WIDTH__
2249 @itemx __INT_FAST64_WIDTH__
2250 @itemx __INTPTR_WIDTH__
2251 @itemx __INTMAX_WIDTH__
2252 Defined to the bit widths of the corresponding types.  They exist to
2253 make the implementations of @file{limits.h} and @file{stdint.h} behave
2254 correctly.  You should not use these macros directly; instead, include
2255 the appropriate headers.  Some of these macros may not be defined on
2256 particular systems if GCC does not provide a @file{stdint.h} header on
2257 those systems.
2259 @item __SIZEOF_INT__
2260 @itemx __SIZEOF_LONG__
2261 @itemx __SIZEOF_LONG_LONG__
2262 @itemx __SIZEOF_SHORT__
2263 @itemx __SIZEOF_POINTER__
2264 @itemx __SIZEOF_FLOAT__
2265 @itemx __SIZEOF_DOUBLE__
2266 @itemx __SIZEOF_LONG_DOUBLE__
2267 @itemx __SIZEOF_SIZE_T__
2268 @itemx __SIZEOF_WCHAR_T__
2269 @itemx __SIZEOF_WINT_T__
2270 @itemx __SIZEOF_PTRDIFF_T__
2271 Defined to the number of bytes of the C standard data types: @code{int},
2272 @code{long}, @code{long long}, @code{short}, @code{void *}, @code{float},
2273 @code{double}, @code{long double}, @code{size_t}, @code{wchar_t}, @code{wint_t}
2274 and @code{ptrdiff_t}.
2276 @item __BYTE_ORDER__
2277 @itemx __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
2278 @itemx __ORDER_BIG_ENDIAN__
2279 @itemx __ORDER_PDP_ENDIAN__
2280 @code{__BYTE_ORDER__} is defined to one of the values
2281 @code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__}, @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__}, or
2282 @code{__ORDER_PDP_ENDIAN__} to reflect the layout of multi-byte and
2283 multi-word quantities in memory.  If @code{__BYTE_ORDER__} is equal to
2284 @code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__}, then
2285 multi-byte and multi-word quantities are laid out identically: the
2286 byte (word) at the lowest address is the least significant or most
2287 significant byte (word) of the quantity, respectively.  If
2288 @code{__BYTE_ORDER__} is equal to @code{__ORDER_PDP_ENDIAN__}, then
2289 bytes in 16-bit words are laid out in a little-endian fashion, whereas
2290 the 16-bit subwords of a 32-bit quantity are laid out in big-endian
2291 fashion.
2293 You should use these macros for testing like this:
2295 @smallexample
2296 /* @r{Test for a little-endian machine} */
2297 #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
2298 @end smallexample
2300 @item __FLOAT_WORD_ORDER__
2301 @code{__FLOAT_WORD_ORDER__} is defined to one of the values
2302 @code{__ORDER_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__ORDER_BIG_ENDIAN__} to reflect
2303 the layout of the words of multi-word floating-point quantities.
2305 @item __DEPRECATED
2306 This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
2307 with warnings about deprecated constructs enabled.  These warnings are
2308 enabled by default, but can be disabled with @option{-Wno-deprecated}.
2310 @item __EXCEPTIONS
2311 This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
2312 with exceptions enabled.  If @option{-fno-exceptions} is used when
2313 compiling the file, then this macro is not defined.
2315 @item __GXX_RTTI
2316 This macro is defined, with value 1, when compiling a C++ source file
2317 with runtime type identification enabled.  If @option{-fno-rtti} is
2318 used when compiling the file, then this macro is not defined.
2320 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
2321 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
2322 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
2323 handling.
2325 @item __GXX_EXPERIMENTAL_CXX0X__
2326 This macro is defined when compiling a C++ source file with C++11 features
2327 enabled, i.e., for all C++ language dialects except @option{-std=c++98}
2328 and @option{-std=gnu++98}. This macro is obsolete, but can be used to
2329 detect experimental C++0x features in very old versions of GCC. Since
2330 GCC 4.7.0 the @code{__cplusplus} macro is defined correctly, so most
2331 code should test @code{__cplusplus >= 201103L} instead of using this
2332 macro.
2334 @item __GXX_WEAK__
2335 This macro is defined when compiling a C++ source file.  It has the
2336 value 1 if the compiler will use weak symbols, COMDAT sections, or
2337 other similar techniques to collapse symbols with ``vague linkage''
2338 that are defined in multiple translation units.  If the compiler will
2339 not collapse such symbols, this macro is defined with value 0.  In
2340 general, user code should not need to make use of this macro; the
2341 purpose of this macro is to ease implementation of the C++ runtime
2342 library provided with G++.
2344 @item __NEXT_RUNTIME__
2345 This macro is defined, with value 1, if (and only if) the NeXT runtime
2346 (as in @option{-fnext-runtime}) is in use for Objective-C@.  If the GNU
2347 runtime is used, this macro is not defined, so that you can use this
2348 macro to determine which runtime (NeXT or GNU) is being used.
2350 @item __LP64__
2351 @itemx _LP64
2352 These macros are defined, with value 1, if (and only if) the compilation
2353 is for a target where @code{long int} and pointer both use 64-bits and
2354 @code{int} uses 32-bit.
2356 @item __SSP__
2357 This macro is defined, with value 1, when @option{-fstack-protector} is in
2358 use.
2360 @item __SSP_ALL__
2361 This macro is defined, with value 2, when @option{-fstack-protector-all} is
2362 in use.
2364 @item __SSP_STRONG__
2365 This macro is defined, with value 3, when @option{-fstack-protector-strong} is
2366 in use.
2368 @item __SSP_EXPLICIT__
2369 This macro is defined, with value 4, when @option{-fstack-protector-explicit} is
2370 in use.
2372 @item __SANITIZE_ADDRESS__
2373 This macro is defined, with value 1, when @option{-fsanitize=address}
2374 or @option{-fsanitize=kernel-address} are in use.
2376 @item __SANITIZE_THREAD__
2377 This macro is defined, with value 1, when @option{-fsanitize=thread} is in use.
2379 @item __TIMESTAMP__
2380 This macro expands to a string constant that describes the date and time
2381 of the last modification of the current source file. The string constant
2382 contains abbreviated day of the week, month, day of the month, time in
2383 hh:mm:ss form, year and looks like @code{@w{"Sun Sep 16 01:03:52 1973"}}.
2384 If the day of the month is less than 10, it is padded with a space on the left.
2386 If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
2387 (once per compilation) and @code{__TIMESTAMP__} will expand to
2388 @code{@w{"??? ??? ?? ??:??:?? ????"}}.
2390 @item __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_1
2391 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_2
2392 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_4
2393 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_8
2394 @itemx __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_16
2395 These macros are defined when the target processor supports atomic compare
2396 and swap operations on operands 1, 2, 4, 8 or 16 bytes in length, respectively.
2398 @item __HAVE_SPECULATION_SAFE_VALUE
2399 This macro is defined with the value 1 to show that this version of GCC
2400 supports @code{__builtin_speculation_safe_value}.
2402 @item __GCC_HAVE_DWARF2_CFI_ASM
2403 This macro is defined when the compiler is emitting DWARF CFI directives
2404 to the assembler.  When this is defined, it is possible to emit those same
2405 directives in inline assembly.
2407 @item __FP_FAST_FMA
2408 @itemx __FP_FAST_FMAF
2409 @itemx __FP_FAST_FMAL
2410 These macros are defined with value 1 if the backend supports the
2411 @code{fma}, @code{fmaf}, and @code{fmal} builtin functions, so that
2412 the include file @file{math.h} can define the macros
2413 @code{FP_FAST_FMA}, @code{FP_FAST_FMAF}, and @code{FP_FAST_FMAL}
2414 for compatibility with the 1999 C standard.
2416 @item __FP_FAST_FMAF16
2417 @itemx __FP_FAST_FMAF32
2418 @itemx __FP_FAST_FMAF64
2419 @itemx __FP_FAST_FMAF128
2420 @itemx __FP_FAST_FMAF32X
2421 @itemx __FP_FAST_FMAF64X
2422 @itemx __FP_FAST_FMAF128X
2423 These macros are defined with the value 1 if the backend supports the
2424 @code{fma} functions using the additional @code{_Float@var{n}} and
2425 @code{_Float@var{n}x} types that are defined in ISO/IEC TS
2426 18661-3:2015.  The include file @file{math.h} can define the
2427 @code{FP_FAST_FMAF@var{n}} and @code{FP_FAST_FMAF@var{n}x} macros if
2428 the user defined @code{__STDC_WANT_IEC_60559_TYPES_EXT__} before
2429 including @file{math.h}.
2431 @item __GCC_IEC_559
2432 This macro is defined to indicate the intended level of support for
2433 IEEE 754 (IEC 60559) floating-point arithmetic.  It expands to a
2434 nonnegative integer value.  If 0, it indicates that the combination of
2435 the compiler configuration and the command-line options is not
2436 intended to support IEEE 754 arithmetic for @code{float} and
2437 @code{double} as defined in C99 and C11 Annex F (for example, that the
2438 standard rounding modes and exceptions are not supported, or that
2439 optimizations are enabled that conflict with IEEE 754 semantics).  If
2440 1, it indicates that IEEE 754 arithmetic is intended to be supported;
2441 this does not mean that all relevant language features are supported
2442 by GCC.  If 2 or more, it additionally indicates support for IEEE
2443 754-2008 (in particular, that the binary encodings for quiet and
2444 signaling NaNs are as specified in IEEE 754-2008).
2446 This macro does not indicate the default state of command-line options
2447 that control optimizations that C99 and C11 permit to be controlled by
2448 standard pragmas, where those standards do not require a particular
2449 default state.  It does not indicate whether optimizations respect
2450 signaling NaN semantics (the macro for that is
2451 @code{__SUPPORT_SNAN__}).  It does not indicate support for decimal
2452 floating point or the IEEE 754 binary16 and binary128 types.
2454 @item __GCC_IEC_559_COMPLEX
2455 This macro is defined to indicate the intended level of support for
2456 IEEE 754 (IEC 60559) floating-point arithmetic for complex numbers, as
2457 defined in C99 and C11 Annex G.  It expands to a nonnegative integer
2458 value.  If 0, it indicates that the combination of the compiler
2459 configuration and the command-line options is not intended to support
2460 Annex G requirements (for example, because @option{-fcx-limited-range}
2461 was used).  If 1 or more, it indicates that it is intended to support
2462 those requirements; this does not mean that all relevant language
2463 features are supported by GCC.
2465 @item __NO_MATH_ERRNO__
2466 This macro is defined if @option{-fno-math-errno} is used, or enabled
2467 by another option such as @option{-ffast-math} or by default.
2469 @item __RECIPROCAL_MATH__
2470 This macro is defined if @option{-freciprocal-math} is used, or enabled
2471 by another option such as @option{-ffast-math} or by default.
2473 @item __NO_SIGNED_ZEROS__
2474 This macro is defined if @option{-fno-signed-zeros} is used, or enabled
2475 by another option such as @option{-ffast-math} or by default.
2477 @item __NO_TRAPPING_MATH__
2478 This macro is defined if @option{-fno-trapping-math} is used.
2480 @item __ASSOCIATIVE_MATH__
2481 This macro is defined if @option{-fassociative-math} is used, or enabled
2482 by another option such as @option{-ffast-math} or by default.
2484 @item __ROUNDING_MATH__
2485 This macro is defined if @option{-frounding-math} is used.
2487 @item __GNUC_EXECUTION_CHARSET_NAME
2488 @itemx __GNUC_WIDE_EXECUTION_CHARSET_NAME
2489 These macros are defined to expand to a narrow string literal of
2490 the name of the narrow and wide compile-time execution character
2491 set used.  It directly reflects the name passed to the options
2492 @option{-fexec-charset} and @option{-fwide-exec-charset}, or the defaults
2493 documented for those options (that is, it can expand to something like
2494 @code{"UTF-8"}).  @xref{Invocation}.
2495 @end table
2497 @node System-specific Predefined Macros
2498 @subsection System-specific Predefined Macros
2500 @cindex system-specific predefined macros
2501 @cindex predefined macros, system-specific
2502 @cindex reserved namespace
2504 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
2505 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
2506 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
2507 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
2508 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
2509 predefined macros expand to a constant value, so you can test them with
2510 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
2512 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
2513 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
2514 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
2515 library to use as they wish.  However, historically system-specific
2516 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2517 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2518 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2519 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2520 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2521 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2523 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2524 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2525 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2526 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2527 defined.
2529 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2530 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2531 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2532 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2533 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2534 check specifically for features you need, using a tool such as
2535 @command{autoconf}.
2537 @node C++ Named Operators
2538 @subsection C++ Named Operators
2539 @cindex named operators
2540 @cindex C++ named operators
2541 @cindex @file{iso646.h}
2543 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2544 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2545 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2546 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2547 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2548 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2549 macro expanding to the appropriate punctuator.
2551 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2553 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2554 @item Named Operator @tab Punctuator
2555 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2556 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2557 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2558 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2559 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2560 @item @code{not}    @tab @code{!}
2561 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2562 @item @code{or}     @tab @code{||}
2563 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2564 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2565 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2566 @end multitable
2568 @node Undefining and Redefining Macros
2569 @section Undefining and Redefining Macros
2570 @cindex undefining macros
2571 @cindex redefining macros
2572 @findex #undef
2574 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2575 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2576 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2577 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2578 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2579 macro.
2581 @smallexample
2582 #define FOO 4
2583 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2584 #undef FOO
2585 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2586 @end smallexample
2588 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2589 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2590 need not have any resemblance to the old definition.
2592 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2593 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2594 Two macro definitions are effectively the same if:
2595 @itemize @bullet
2596 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2597 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2598 @item If there are any parameters, they are the same.
2599 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2600 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2601 count as whitespace.
2602 @end itemize
2604 @noindent
2605 These definitions are effectively the same:
2606 @smallexample
2607 #define FOUR (2 + 2)
2608 #define FOUR         (2    +    2)
2609 #define FOUR (2 /* @r{two} */ + 2)
2610 @end smallexample
2611 @noindent
2612 but these are not:
2613 @smallexample
2614 #define FOUR (2 + 2)
2615 #define FOUR ( 2+2 )
2616 #define FOUR (2 * 2)
2617 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2618 @end smallexample
2620 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2621 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2622 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2623 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2624 instance, two different headers to define a common macro.  The
2625 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2627 @node Directives Within Macro Arguments
2628 @section Directives Within Macro Arguments
2629 @cindex macro arguments and directives
2631 Occasionally it is convenient to use preprocessor directives within
2632 the arguments of a macro.  The C and C++ standards declare that
2633 behavior in these cases is undefined.  GNU CPP
2634 processes arbitrary directives within macro arguments in
2635 exactly the same way as it would have processed the directive were the
2636 function-like macro invocation not present.
2638 If, within a macro invocation, that macro is redefined, then the new
2639 definition takes effect in time for argument pre-expansion, but the
2640 original definition is still used for argument replacement.  Here is a
2641 pathological example:
2643 @smallexample
2644 #define f(x) x x
2645 f (1
2646 #undef f
2647 #define f 2
2649 @end smallexample
2651 @noindent
2652 which expands to
2654 @smallexample
2655 1 2 1 2
2656 @end smallexample
2658 @noindent
2659 with the semantics described above.
2661 @node Macro Pitfalls
2662 @section Macro Pitfalls
2663 @cindex problems with macros
2664 @cindex pitfalls of macros
2666 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2667 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2668 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2670 @menu
2671 * Misnesting::
2672 * Operator Precedence Problems::
2673 * Swallowing the Semicolon::
2674 * Duplication of Side Effects::
2675 * Self-Referential Macros::
2676 * Argument Prescan::
2677 * Newlines in Arguments::
2678 @end menu
2680 @node Misnesting
2681 @subsection Misnesting
2683 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2684 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2685 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2686 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2687 arguments.  For example,
2689 @smallexample
2690 #define twice(x) (2*(x))
2691 #define call_with_1(x) x(1)
2692 call_with_1 (twice)
2693      @expansion{} twice(1)
2694      @expansion{} (2*(1))
2695 @end smallexample
2697 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2698 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2699 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2700 For example,
2702 @smallexample
2703 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2704 @dots{}
2705 strange(stderr) p, 35)
2706      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2707 @end smallexample
2709 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2710 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2711 should be avoided.
2713 @node Operator Precedence Problems
2714 @subsection Operator Precedence Problems
2715 @cindex parentheses in macro bodies
2717 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2718 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2719 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2720 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2721 way.
2723 Suppose you define a macro as follows,
2725 @smallexample
2726 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2727 @end smallexample
2729 @noindent
2730 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2731 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2732 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2734 @smallexample
2735 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2736      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2737 @end smallexample
2739 @noindent
2740 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2741 C make it equivalent to this:
2743 @smallexample
2744 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2745 @end smallexample
2747 @noindent
2748 What we want is this:
2750 @smallexample
2751 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2752 @end smallexample
2754 @noindent
2755 Defining the macro as
2757 @smallexample
2758 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2759 @end smallexample
2761 @noindent
2762 provides the desired result.
2764 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2765 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2766 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2767 means something very different.  Here is what it expands to:
2769 @smallexample
2770 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2771 @end smallexample
2773 @noindent
2774 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2775 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2776 was intended to be inside.
2778 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2779 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2781 @smallexample
2782 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2783 @end smallexample
2785 @node Swallowing the Semicolon
2786 @subsection Swallowing the Semicolon
2787 @cindex semicolons (after macro calls)
2789 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2790 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2791 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2792 characters:
2794 @smallexample
2795 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2796 @{ char *lim = (limit);         \
2797   while (p < lim) @{            \
2798     if (*p++ != ' ') @{         \
2799       p--; break; @}@}@}
2800 @end smallexample
2802 @noindent
2803 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2804 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2805 be laid out if not part of a macro definition.
2807 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2808 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2809 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2810 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2811 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2812 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2814 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2815 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2817 @smallexample
2818 if (*p != 0)
2819   SKIP_SPACES (p, lim);
2820 else @dots{}
2821 @end smallexample
2823 @noindent
2824 The presence of two statements---the compound statement and a null
2825 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2826 makes invalid C code.
2828 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2829 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2831 @smallexample
2832 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2833 do @{ char *lim = (limit);         \
2834      while (p < lim) @{            \
2835        if (*p++ != ' ') @{         \
2836          p--; break; @}@}@}          \
2837 while (0)
2838 @end smallexample
2840 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2842 @smallexample
2843 do @{@dots{}@} while (0);
2844 @end smallexample
2846 @noindent
2847 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2848 generate no extra code for it.
2850 @node Duplication of Side Effects
2851 @subsection Duplication of Side Effects
2853 @cindex side effects (in macro arguments)
2854 @cindex unsafe macros
2855 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2857 @smallexample
2858 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2859 @end smallexample
2861 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2862 as shown here,
2864 @smallexample
2865 next = min (x + y, foo (z));
2866 @end smallexample
2868 @noindent
2869 it expands as follows:
2871 @smallexample
2872 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2873 @end smallexample
2875 @noindent
2876 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2877 for @code{Y}.
2879 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2880 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2881 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2882 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2883 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2884 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2886 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2887 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2888 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2889 follows:
2891 @smallexample
2892 #define min(X, Y)                \
2893 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2894    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2895    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2896 @end smallexample
2898 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2899 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2900 This permits us to define local variables and assign each argument to
2901 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2902 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2903 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2905 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2906 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2907 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2908 that variable in @code{min}:
2910 @smallexample
2911 @group
2912 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2913 @dots{}
2915   int tem = foo (z);
2916   next = min (x + y, tem);
2918 @end group
2919 @end smallexample
2921 @noindent
2922 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2924 @node Self-Referential Macros
2925 @subsection Self-Referential Macros
2926 @cindex self-reference
2928 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2929 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2930 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2931 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2932 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2933 the preprocessor output unchanged.  Consider an example:
2935 @smallexample
2936 #define foo (4 + foo)
2937 @end smallexample
2939 @noindent
2940 where @code{foo} is also a variable in your program.
2942 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2943 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2944 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2946 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2947 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2948 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2949 wherever @code{foo} is referred to.
2951 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2952 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2953 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2954 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2955 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2957 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2958 expands to itself.  If you write
2960 @smallexample
2961 #define EPERM EPERM
2962 @end smallexample
2964 @noindent
2965 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2966 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2967 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2968 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2969 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2971 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2972 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2973 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2974 either.  Thus, if we have
2976 @smallexample
2977 #define x (4 + y)
2978 #define y (2 * x)
2979 @end smallexample
2981 @noindent
2982 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2984 @smallexample
2985 @group
2986 x    @expansion{} (4 + y)
2987      @expansion{} (4 + (2 * x))
2989 y    @expansion{} (2 * x)
2990      @expansion{} (2 * (4 + y))
2991 @end group
2992 @end smallexample
2994 @noindent
2995 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2996 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2998 @node Argument Prescan
2999 @subsection Argument Prescan
3000 @cindex expansion of arguments
3001 @cindex macro argument expansion
3002 @cindex prescan of macro arguments
3004 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
3005 substituted into a macro body, unless they are stringized or pasted
3006 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
3007 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
3008 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
3009 macro calls in them.
3011 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
3012 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
3013 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
3014 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
3015 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
3016 same results.
3018 You might expect the double scan to change the results when a
3019 self-referential macro is used in an argument of another macro
3020 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
3021 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
3022 However, this is not what happens.  The self-references that do not
3023 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
3024 second scan either.
3026 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
3027 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
3028 that the prescan does make a difference in three special cases:
3030 @itemize @bullet
3031 @item
3032 Nested calls to a macro.
3034 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
3035 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
3036 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
3037 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
3038 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
3039 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
3040 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
3041 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
3042 be expanded.
3044 @item
3045 Macros that call other macros that stringize or concatenate.
3047 If an argument is stringized or concatenated, the prescan does not
3048 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringize or
3049 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
3050 another macro that does the stringizing or concatenation.  For
3051 instance, if you have
3053 @smallexample
3054 #define AFTERX(x) X_ ## x
3055 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
3056 #define TABLESIZE 1024
3057 #define BUFSIZE TABLESIZE
3058 @end smallexample
3060 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
3061 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
3062 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
3064 @item
3065 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
3067 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
3068 wrong number of arguments.  Here is an example:
3070 @smallexample
3071 #define foo  a,b
3072 #define bar(x) lose(x)
3073 #define lose(x) (1 + (x))
3074 @end smallexample
3076 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
3077 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
3078 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
3079 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
3080 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
3081 arithmetic operations:
3083 @smallexample
3084 #define foo (a,b)
3085 @exdent or
3086 #define bar(x) lose((x))
3087 @end smallexample
3089 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
3090 definition from being interpreted as an argument separator.
3092 @end itemize
3094 @node Newlines in Arguments
3095 @subsection Newlines in Arguments
3096 @cindex newlines in macro arguments
3098 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
3099 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
3100 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
3101 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
3102 different to the line containing the argument causing the problem.
3104 Here is an example illustrating this:
3106 @smallexample
3107 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
3109 ignore_second_arg (foo (),
3110                    ignored (),
3111                    syntax error);
3112 @end smallexample
3114 @noindent
3115 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
3116 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
3117 even though the problematic code comes from line five.
3119 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
3121 @node Conditionals
3122 @chapter Conditionals
3123 @cindex conditionals
3125 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
3126 select whether or not to include a chunk of code in the final token
3127 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
3128 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
3129 simultaneously using the special @code{defined} operator.
3131 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
3132 statement in C, but it is important to understand the difference between
3133 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
3134 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
3135 behave differently from run to run, depending on the data it is
3136 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
3137 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
3138 code to be included in the program depending on the situation at the
3139 time of compilation.
3141 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
3142 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
3143 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
3144 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
3145 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
3146 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
3147 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
3148 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
3149 remains syntactically valid when it is not to be used.
3151 @menu
3152 * Conditional Uses::
3153 * Conditional Syntax::
3154 * Deleted Code::
3155 @end menu
3157 @node Conditional Uses
3158 @section Conditional Uses
3160 There are three general reasons to use a conditional.
3162 @itemize @bullet
3163 @item
3164 A program may need to use different code depending on the machine or
3165 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
3166 operating system may be erroneous on another operating system; for
3167 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
3168 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
3169 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
3170 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
3171 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
3173 @item
3174 You may want to be able to compile the same source file into two
3175 different programs.  One version might make frequent time-consuming
3176 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
3177 those data for debugging, and the other not.
3179 @item
3180 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
3181 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
3182 @end itemize
3184 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
3185 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
3186 conditionals.
3188 @node Conditional Syntax
3189 @section Conditional Syntax
3191 @findex #if
3192 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
3193 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
3195 @menu
3196 * Ifdef::
3197 * If::
3198 * Defined::
3199 * Else::
3200 * Elif::
3201 * @code{__has_attribute}::
3202 * @code{__has_cpp_attribute}::
3203 * @code{__has_c_attribute}::
3204 * @code{__has_builtin}::
3205 * @code{__has_feature}::
3206 * @code{__has_extension}::
3207 * @code{__has_include}::
3208 * @code{__has_embed}::
3209 @end menu
3211 @node Ifdef
3212 @subsection Ifdef
3213 @findex #ifdef
3214 @findex #endif
3216 The simplest sort of conditional is
3218 @smallexample
3219 @group
3220 #ifdef @var{MACRO}
3222 @var{controlled text}
3224 #endif /* @var{MACRO} */
3225 @end group
3226 @end smallexample
3228 @cindex conditional group
3229 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
3230 will be included in the output of the preprocessor if and only if
3231 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
3232 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
3234 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
3235 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
3236 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
3237 groups, but they must be completely nested.  In other words,
3238 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
3239 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
3240 group in one file and end it in another.
3242 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
3243 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
3244 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
3245 that all comments and string literals inside a failing conditional group
3246 must still be properly ended.
3248 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
3249 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
3250 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
3251 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
3252 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
3253 according to the C standard.  CPP accepts it with a warning.  It
3254 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
3256 @findex #ifndef
3257 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
3258 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
3259 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
3260 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
3262 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
3263 Here are some samples.
3265 @itemize @bullet
3266 @item
3267 Some macros are predefined on each kind of machine
3268 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
3269 code specially tuned for a particular machine.
3271 @item
3272 System header files define more macros, associated with the features
3273 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
3274 using a system feature on a machine where it is not implemented.
3276 @item
3277 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
3278 command-line options when you compile the program.  You can arrange to
3279 compile the same source file into two different programs by choosing a
3280 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
3281 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
3282 state of the macro with command-line options, perhaps set in the
3283 Makefile.  @xref{Invocation}.
3285 @item
3286 Your program might have a special header file (often called
3287 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
3288 define or not define macros depending on the features of the system and
3289 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
3290 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
3291 @end itemize
3293 @node If
3294 @subsection If
3296 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
3297 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
3299 @smallexample
3300 @group
3301 #if @var{expression}
3303 @var{controlled text}
3305 #endif /* @var{expression} */
3306 @end group
3307 @end smallexample
3309 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
3310 restrictions.  It may contain
3312 @itemize @bullet
3313 @item
3314 Integer constants.
3316 @item
3317 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
3318 code.
3320 @item
3321 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
3322 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
3323 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
3324 short-circuiting rules of standard C@.
3326 @item
3327 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
3328 computation of the expression's value begins.
3330 @item
3331 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
3332 are defined in the middle of an @samp{#if}.
3334 @item
3335 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
3336 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
3337 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
3338 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
3339 function call parentheses are also treated as zero.
3341 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
3342 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
3343 not a macro in an @samp{#if}.
3344 @end itemize
3346 The preprocessor does not know anything about types in the language.
3347 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
3348 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
3349 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
3350 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
3352 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
3353 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
3354 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
3355 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
3356 expression, and may give different results in some cases.  If the value
3357 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
3358 text} is included; otherwise it is skipped.
3360 @node Defined
3361 @subsection Defined
3363 @cindex @code{defined}
3364 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
3365 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
3366 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
3367 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
3368 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
3369 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
3371 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
3372 existence at once.  For example,
3374 @smallexample
3375 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
3376 @end smallexample
3378 @noindent
3379 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
3380 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
3382 Conditionals written like this:
3384 @smallexample
3385 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
3386 @end smallexample
3388 @noindent
3389 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
3390 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
3391 the value zero.
3393 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
3394 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
3395 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
3396 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
3397 @option{-Wpedantic}, since other compilers may handle it differently.  The
3398 warning is also enabled by @option{-Wextra}, and can also be enabled
3399 individually with @option{-Wexpansion-to-defined}.
3401 @node Else
3402 @subsection Else
3404 @findex #else
3405 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
3406 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
3407 looks like:
3409 @smallexample
3410 @group
3411 #if @var{expression}
3412 @var{text-if-true}
3413 #else /* Not @var{expression} */
3414 @var{text-if-false}
3415 #endif /* Not @var{expression} */
3416 @end group
3417 @end smallexample
3419 @noindent
3420 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
3421 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
3422 opposite happens.
3424 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
3426 @node Elif
3427 @subsection Elif
3429 @findex #elif
3430 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
3431 possible alternatives.  For example, you might have
3433 @smallexample
3434 #if X == 1
3435 @dots{}
3436 #else /* X != 1 */
3437 #if X == 2
3438 @dots{}
3439 #else /* X != 2 */
3440 @dots{}
3441 #endif /* X != 2 */
3442 #endif /* X != 1 */
3443 @end smallexample
3445 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
3446 abbreviated as follows:
3448 @smallexample
3449 #if X == 1
3450 @dots{}
3451 #elif X == 2
3452 @dots{}
3453 #else /* X != 2 and X != 1*/
3454 @dots{}
3455 #endif /* X != 2 and X != 1*/
3456 @end smallexample
3458 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
3459 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
3460 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
3461 directive includes an expression to be tested.  The text following the
3462 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
3463 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
3465 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
3466 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
3467 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
3468 @samp{#elif} directives within it have failed.
3470 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
3471 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
3473 @node @code{__has_attribute}
3474 @subsection @code{__has_attribute}
3475 @cindex @code{__has_attribute}
3477 The special operator @code{__has_attribute (@var{operand})} may be used
3478 in @samp{#if} and @samp{#elif} expressions to test whether the attribute
3479 referenced by its @var{operand} is recognized by GCC.  Using the operator
3480 in other contexts is not valid.  In C code, if compiling for strict
3481 conformance to standards before C23, @var{operand} must be
3482 a valid identifier.  Otherwise, @var{operand} may be optionally
3483 introduced by the @code{@var{attribute-scope}::} prefix.
3484 The @var{attribute-scope} prefix identifies the ``namespace'' within
3485 which the attribute is recognized.  The scope of GCC attributes is
3486 @samp{gnu} or @samp{__gnu__}.  The @code{__has_attribute} operator by
3487 itself, without any @var{operand} or parentheses, acts as a predefined
3488 macro so that support for it can be tested in portable code.  Thus,
3489 the recommended use of the operator is as follows:
3491 @smallexample
3492 #if defined __has_attribute
3493 #  if __has_attribute (nonnull)
3494 #    define ATTR_NONNULL __attribute__ ((nonnull))
3495 #  endif
3496 #endif
3497 @end smallexample
3499 The first @samp{#if} test succeeds only when the operator is supported
3500 by the version of GCC (or another compiler) being used.  Only when that
3501 test succeeds is it valid to use @code{__has_attribute} as a preprocessor
3502 operator.  As a result, combining the two tests into a single expression as
3503 shown below would only be valid with a compiler that supports the operator
3504 but not with others that don't.
3506 @smallexample
3507 #if defined __has_attribute && __has_attribute (nonnull)   /* not portable */
3508 @dots{}
3509 #endif
3510 @end smallexample
3512 @node @code{__has_cpp_attribute}
3513 @subsection @code{__has_cpp_attribute}
3514 @cindex @code{__has_cpp_attribute}
3516 The special operator @code{__has_cpp_attribute (@var{operand})} may be used
3517 in @samp{#if} and @samp{#elif} expressions in C++ code to test whether
3518 the attribute referenced by its @var{operand} is recognized by GCC.
3519 @code{__has_cpp_attribute (@var{operand})} is equivalent to
3520 @code{__has_attribute (@var{operand})} except that when @var{operand}
3521 designates a supported standard attribute it evaluates to an integer
3522 constant of the form @code{YYYYMM} indicating the year and month when
3523 the attribute was first introduced into the C++ standard.  For additional
3524 information including the dates of the introduction of current standard
3525 attributes, see @w{@uref{https://isocpp.org/std/standing-documents/sd-6-sg10-feature-test-recommendations/,
3526 SD-6: SG10 Feature Test Recommendations}}.
3528 @node @code{__has_c_attribute}
3529 @subsection @code{__has_c_attribute}
3530 @cindex @code{__has_c_attribute}
3532 The special operator @code{__has_c_attribute (@var{operand})} may be
3533 used in @samp{#if} and @samp{#elif} expressions in C code to test
3534 whether the attribute referenced by its @var{operand} is recognized by
3535 GCC in attributes using the @samp{[[]]} syntax.  GNU attributes must
3536 be specified with the scope @samp{gnu} or @samp{__gnu__} with
3537 @code{__has_c_attribute}.  When @var{operand} designates a supported
3538 standard attribute it evaluates to an integer constant of the form
3539 @code{YYYYMM} indicating the year and month when the attribute was
3540 first introduced into the C standard, or when the syntax of operands
3541 to the attribute was extended in the C standard.
3543 @node @code{__has_builtin}
3544 @subsection @code{__has_builtin}
3545 @cindex @code{__has_builtin}
3547 The special operator @code{__has_builtin (@var{operand})} may be used in
3548 constant integer contexts and in preprocessor @samp{#if} and @samp{#elif}
3549 expressions to test whether the symbol named by its @var{operand} is
3550 recognized as a built-in function by GCC in the current language and
3551 conformance mode.  It evaluates to a constant integer with a nonzero
3552 value if the argument refers to such a function, and to zero otherwise.
3553 The operator may also be used in preprocessor @samp{#if} and @samp{#elif}
3554 expressions.  The @code{__has_builtin} operator by itself, without any
3555 @var{operand} or parentheses, acts as a predefined macro so that support
3556 for it can be tested in portable code.  Thus, the recommended use of
3557 the operator is as follows:
3559 @smallexample
3560 #if defined __has_builtin
3561 #  if __has_builtin (__builtin_object_size)
3562 #    define builtin_object_size(ptr) __builtin_object_size (ptr, 2)
3563 #  endif
3564 #endif
3565 #ifndef builtin_object_size
3566 #  define builtin_object_size(ptr)   ((size_t)-1)
3567 #endif
3568 @end smallexample
3570 @node @code{__has_feature}
3571 @subsection @code{__has_feature}
3572 @cindex @code{__has_feature}
3574 The special operator @code{__has_feature (@var{operand})} may be used in
3575 constant integer contexts and in preprocessor @samp{#if} and @samp{#elif}
3576 expressions to test whether the identifier given in @var{operand} is recognized
3577 as a feature supported by GCC given the current options and, in the case of
3578 standard language features, whether the feature is available in the chosen
3579 version of the language standard.
3581 Note that @code{__has_feature} and @code{__has_extension} are not recommended
3582 for use in new code, and are only provided for compatibility with Clang.  For
3583 details of which identifiers are accepted by these function-like macros, see
3584 @w{@uref{https://clang.llvm.org/docs/LanguageExtensions.html#has-feature-and-has-extension,
3585 the Clang documentation}}.
3587 @node @code{__has_extension}
3588 @subsection @code{__has_extension}
3589 @cindex @code{__has_extension}
3591 The special operator @code{__has_extension (@var{operand})} may be used in
3592 constant integer contexts and in preprocessor @samp{#if} and @samp{#elif}
3593 expressions to test whether the identifier given in @var{operand} is recognized
3594 as an extension supported by GCC given the current options.  In any given
3595 context, the features accepted by @code{__has_extension} are a strict superset
3596 of those accepted by @code{__has_feature}.  Unlike @code{__has_feature},
3597 @code{__has_extension} tests whether a given feature is available regardless of
3598 strict language standards conformance.
3600 If the @option{-pedantic-errors} flag is given, @code{__has_extension} is
3601 equivalent to @code{__has_feature}.
3603 Note that @code{__has_feature} and @code{__has_extension} are not recommended
3604 for use in new code, and are only provided for compatibility with Clang.  For
3605 details of which identifiers are accepted by these function-like macros, see
3606 @w{@uref{https://clang.llvm.org/docs/LanguageExtensions.html#has-feature-and-has-extension,
3607 the Clang documentation}}.
3609 @node @code{__has_include}
3610 @subsection @code{__has_include}
3611 @cindex @code{__has_include}
3613 The special operator @code{__has_include (@var{operand})} may be used in
3614 @samp{#if} and @samp{#elif} expressions to test whether the header referenced
3615 by its @var{operand} can be included using the @samp{#include} directive.  Using
3616 the operator in other contexts is not valid.  The @var{operand} takes
3617 the same form as the file in the @samp{#include} directive (@pxref{Include
3618 Syntax}) and evaluates to a nonzero value if the header can be included and
3619 to zero otherwise.  Note that that the ability to include a header doesn't
3620 imply that the header doesn't contain invalid constructs or @samp{#error}
3621 directives that would cause the preprocessor to fail.
3623 The @code{__has_include} operator by itself, without any @var{operand} or
3624 parentheses, acts as a predefined macro so that support for it can be tested
3625 in portable code.  Thus, the recommended use of the operator is as follows:
3627 @smallexample
3628 #if defined __has_include
3629 #  if __has_include (<stdatomic.h>)
3630 #    include <stdatomic.h>
3631 #  endif
3632 #endif
3633 @end smallexample
3635 The first @samp{#if} test succeeds only when the operator is supported
3636 by the version of GCC (or another compiler) being used.  Only when that
3637 test succeeds is it valid to use @code{__has_include} as a preprocessor
3638 operator.  As a result, combining the two tests into a single expression
3639 as shown below would only be valid with a compiler that supports the operator
3640 but not with others that don't.
3642 @smallexample
3643 #if defined __has_include && __has_include ("header.h")   /* not portable */
3644 @dots{}
3645 #endif
3646 @end smallexample
3648 @node @code{__has_embed}
3649 @subsection @code{__has_embed}
3650 @cindex @code{__has_embed}
3652 The special operator @code{__has_embed (@var{operands})} may be used in
3653 @samp{#if} and @samp{#elif} expressions to test whether a binary resource
3654 specified by the first operand with optional @samp{#embed} parameters can
3655 be included using the @samp{#embed} directive (@pxref{Binary Resource
3656 Inclusion}) with the same parameters.  The operator returns
3657 @code{__STDC_EMBED_NOT_FOUND__} if either the binary resource does not exist
3658 or at least one of the parameters is not supported by the implementation,
3659 @code{__STDC_EMBED_FOUND__} if all the parameters are supported and the
3660 resource is not empty and finally @code{__STDC_EMBED_EMPTY__} if all the
3661 parameters are supported and the resource is empty.
3662 The support of @code{__has_embed} operator can be tested with @samp{#ifdef}
3663 etc. similarly to @code{__has_include} and the same rules on how to
3664 test it apply.  @code{__FILE__} can be often used to test if an
3665 implementation supports some implementation defined parameter, e.g.@:
3667 @smallexample
3668 #ifdef __has_embed
3669 #if __has_embed (__FILE__ limit (4) myvendor::myattr (42)) != __STDC_EMBED_NOT_FOUND__
3670 #embed "foo.dat" limit (4) myvendor::myattr (42)
3671 #endif
3672 #endif
3673 @end smallexample
3675 The @code{__has_embed} operator is not supported in the Traditional Mode
3676 (@pxref{Traditional Mode}).
3678 @node Deleted Code
3679 @section Deleted Code
3680 @cindex commenting out code
3682 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
3683 code around for future reference, you often cannot simply comment it
3684 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
3685 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
3686 syntax errors.
3688 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
3689 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
3690 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
3691 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
3692 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
3694 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
3695 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
3696 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
3698 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
3699 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
3700 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
3701 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
3702 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
3703 @samp{/*}.
3705 @node Diagnostics
3706 @chapter Diagnostics
3707 @cindex diagnostic
3708 @cindex reporting errors
3709 @cindex reporting warnings
3711 @findex #error
3712 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
3713 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
3714 are used as the error message.
3716 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
3717 combination of parameters which you know the program does not properly
3718 support.  For example, if you know that the program will not run
3719 properly on a VAX, you might write
3721 @smallexample
3722 @group
3723 #ifdef __vax__
3724 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
3725 #endif
3726 @end group
3727 @end smallexample
3729 If you have several configuration parameters that must be set up by
3730 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
3731 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
3733 @smallexample
3734 #if !defined(FOO) && defined(BAR)
3735 #error "BAR requires FOO."
3736 #endif
3737 @end smallexample
3739 @findex #warning
3740 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
3741 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
3742 following @samp{#warning} are used as the warning message.
3744 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
3745 directing the user to the header file which should be used instead.
3747 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
3748 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
3749 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
3750 argument of these directives be a single string constant; this avoids
3751 problems with apostrophes and the like.
3753 @node Line Control
3754 @chapter Line Control
3755 @cindex line control
3757 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3758 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3759 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3760 reported as having appeared on the line of the source file where the
3761 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3763 If you write a program which generates source code, such as the
3764 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3765 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3766 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3767 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3768 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3769 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3771 @findex #line
3772 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3773 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3774 directive that specifies the original line number and source file name
3775 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3776 @samp{#line} has three variants:
3778 @table @code
3779 @item #line @var{linenum}
3780 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3781 the line number which should be reported for the following line of
3782 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3784 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3785 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3786 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3787 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3788 file it specifies, until something else happens to change that.
3789 @var{filename} is interpreted according to the normal rules for a string
3790 constant: backslash escapes are interpreted.  This is different from
3791 @samp{#include}.
3793 @item #line @var{anything else}
3794 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3795 The result should match one of the above two forms.
3796 @end table
3798 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3799 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3800 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3801 idea of the directory containing the current file.
3803 @node Pragmas
3804 @chapter Pragmas
3806 @cindex pragma directive
3808 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3809 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3810 conveyed in the language itself.  The forms of this directive
3811 (commonly known as @dfn{pragmas}) specified by C standard are prefixed with 
3812 @code{STDC}.  A C compiler is free to attach any meaning it likes to other 
3813 pragmas.  Most GNU-defined, supported pragmas have been given a
3814 @code{GCC} prefix.
3816 @cindex @code{_Pragma}
3817 C99 introduced the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3818 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3819 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3820 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3821 in a macro.
3823 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3824 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3825 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3826 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3827 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3828 @samp{#pragma} directive.  For example,
3830 @smallexample
3831 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3832 @end smallexample
3834 @noindent
3835 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3836 same effect could be achieved using macros, for example
3838 @smallexample
3839 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3840 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3841 @end smallexample
3843 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3844 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3845 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3846 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3847 its own.
3849 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3850 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3851 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3853 GCC plugins may provide their own pragmas.
3855 @ftable @code
3856 @item #pragma GCC dependency
3857 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3858 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3859 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3860 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3861 other file is searched for using the normal include search path.
3862 Optional trailing text can be used to give more information in the
3863 warning message.
3865 @smallexample
3866 #pragma GCC dependency "parse.y"
3867 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3868 @end smallexample
3870 @item #pragma GCC poison
3871 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3872 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3873 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3874 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3875 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3876 after the directive, it is a hard error.  For example,
3878 @smallexample
3879 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3880 sprintf(some_string, "hello");
3881 @end smallexample
3883 @noindent
3884 will produce an error.
3886 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3887 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3888 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3889 about system headers defining macros that use it.
3891 For example,
3893 @smallexample
3894 #define strrchr rindex
3895 #pragma GCC poison rindex
3896 strrchr(some_string, 'h');
3897 @end smallexample
3899 @noindent
3900 will not produce an error.
3902 @item #pragma GCC system_header
3903 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3904 current file to be treated as if it came from a system header.
3905 @xref{System Headers}.
3907 @item #pragma GCC warning
3908 @itemx #pragma GCC error
3909 @code{#pragma GCC warning "message"} causes the preprocessor to issue
3910 a warning diagnostic with the text @samp{message}.  The message
3911 contained in the pragma must be a single string literal.  Similarly,
3912 @code{#pragma GCC error "message"} issues an error message.  Unlike
3913 the @samp{#warning} and @samp{#error} directives, these pragmas can be
3914 embedded in preprocessor macros using @samp{_Pragma}.
3916 @item #pragma once
3917 If @code{#pragma once} is seen when scanning a header file, that
3918 file will never be read again, no matter what.  It is a less-portable
3919 alternative to using @samp{#ifndef} to guard the contents of header files
3920 against multiple inclusions.
3922 @item #pragma region @{tokens@}...
3923 @itemx #pragma endregion @{tokens@}...
3924 These pragmas are accepted, but have no effect.
3926 @end ftable
3928 @node Binary Resource Inclusion
3929 @chapter Binary Resource Inclusion
3931 @cindex embed directive
3933 The @samp{#embed} directive as specified in the C23 standard allows
3934 efficient inclusion of binary data, usually in initializers of arrays.
3935 GCC supports this directive in C23 mode and as an extension in older C
3936 versions and in C++.
3938 Similarly to the @samp{#include} directive (@pxref{Include Syntax})
3939 the first argument of the directive is a filename in the same forms
3940 as @samp{#include}.
3942 @table @code
3943 @item #embed <@var{file}>
3944 If @var{file} is an absolute filename, this includes the mentioned
3945 file, otherwise searches it in directories specified by the
3946 @option{--embed-dir=} command line option for the @var{file}.
3948 @item #embed "@var{file}"
3949 This variant searches @var{file} in the same directory as the source
3950 file which uses the @code{#embed} directive and only if not found there
3951 continues searching directories specified by the @option{--embed-dir=}
3952 command line option.
3953 @end table
3955 The @code{#embed} directive is expanded as if it was a sequence of
3956 integer literals from 0 to @code{UCHAR_MAX} separated by commas, e.g.@:
3957 @code{#embed __FILE__ limit(4)}
3958 could act as if it expanded to
3959 @code{35,101,109,98}.  No character set conversion is performed.
3961 Optional embed parameters can be specified after the required filename
3962 argument.  There are either standard attributes, specified by an
3963 identifier or identifier prefixed and suffixed by 2 underscores (both
3964 treated the same), followed by parameter argument in parentheses, like
3965 @code{#embed "foo.dat" limit(1) __prefix__(32, ) suffix(, 0)}
3966 with currently supported standard parameters @code{limit}, @code{prefix},
3967 @code{suffix} and @code{if_empty}, or implementation defined parameters
3968 specified by a unique vendor prefix followed by @code{::} followed by
3969 name of the parameter.  GCC uses the @code{gnu} prefix for vendor
3970 parameters and currently supports the @code{gnu::offset} and
3971 @code{gnu::base64} parameters.
3973 The @code{limit} parameter argument is a constant expression which
3974 specifies the maximum number of bytes included by the directive,
3975 @code{prefix} and @code{suffix} arguments are balanced token sequences
3976 which are prepended and appended to the integer literal sequence if
3977 that sequence is not empty and @code{if_empty} argument is balanced token
3978 sequence which is used as expansion for @code{#embed} directive if the
3979 resource is empty.
3981 The @code{gnu::offset} parameter argument is a constant expression
3982 which specifies how many bytes to skip from the start of the resource.
3983 @code{limit} is then counted from that position.
3985 The @code{gnu::base64} parameter argument is a possibly concatenated
3986 character string literal with base64 encoded data.  See
3987 @uref{https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc4648#section-4}.  There
3988 should be no newlines in the string literal and because this parameter
3989 is meant namely for use by the preprocessor itself, there is no support
3990 for any escape sequences in the string literal argument.  If @code{gnu::base64}
3991 parameter is specified, the @code{limit} and @code{gnu::offset} parameters
3992 should not be specified and the filename should be always @code{"."}.
3993 Instead of reading a file the directive will decode the base64 encoded
3994 data and use that as the data to include.
3996 The @code{#embed} directive is not supported in the Traditional Mode
3997 (@pxref{Traditional Mode}).
3999 @node Other Directives
4000 @chapter Other Directives
4002 @findex #ident
4003 @findex #sccs
4004 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
4005 some systems, that string constant is copied into a special segment of
4006 the object file.  On other systems, the directive is ignored.  The
4007 @samp{#sccs} directive is a synonym for @samp{#ident}.
4009 These directives are not part of the C standard, but they are not
4010 official GNU extensions either.  What historical information we have
4011 been able to find, suggests they originated with System V@.
4013 @cindex null directive
4014 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
4015 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
4016 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
4017 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
4018 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
4019 produce no output, rather than a line of output containing just a
4020 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
4022 @node Preprocessor Output
4023 @chapter Preprocessor Output
4025 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
4026 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
4027 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
4028 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
4029 textual output.
4030 @c FIXME: Document the library interface.
4032 @cindex output format
4033 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
4034 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
4035 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
4036 discarded.
4038 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
4039 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
4040 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
4041 to become a single space, with the exception that the first token on a
4042 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
4043 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
4044 original source file.  This is so the output is easy to read.
4045 CPP does not insert any
4046 whitespace where there was none in the original source, except where
4047 necessary to prevent an accidental token paste.
4049 @cindex linemarkers
4050 Source file name and line number information is conveyed by lines
4051 of the form
4053 @smallexample
4054 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
4055 @end smallexample
4057 @noindent
4058 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
4059 the output (but never within a string or character constant).  They mean
4060 that the following line originated in file @var{filename} at line
4061 @var{linenum}.  @var{filename} will never contain any non-printing
4062 characters; they are replaced with octal escape sequences.
4064 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
4065 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
4066 separate them.  Here is what the flags mean:
4068 @table @samp
4069 @item 1
4070 This indicates the start of a new file.
4071 @item 2
4072 This indicates returning to a file (after having included another file).
4073 @item 3
4074 This indicates that the following text comes from a system header file,
4075 so certain warnings should be suppressed.
4076 @item 4
4077 This indicates that the following text should be treated as being
4078 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
4079 @c maybe cross reference SYSTEM_IMPLICIT_EXTERN_C
4080 @end table
4082 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
4083 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
4084 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
4085 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
4086 multiple flags are given, they must be in ascending order.
4088 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
4089 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
4090 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
4091 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
4092 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
4093 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
4094 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
4095 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
4096 the directive name.
4098 @node Traditional Mode
4099 @chapter Traditional Mode
4101 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
4102 the preprocessing specified by the standard.  When the preprocessor 
4103 is invoked with the 
4104 @option{-traditional-cpp} option, it attempts to emulate a traditional
4105 preprocessor.  
4107 This mode is not useful for compiling C code with GCC, 
4108 but is intended for use with non-C preprocessing applications.  Thus
4109 traditional mode semantics are supported only when invoking
4110 the preprocessor explicitly, and not in the compiler front ends.
4112 The implementation does not correspond precisely to the behavior of
4113 early pre-standard versions of GCC, nor to any true traditional preprocessor.
4114 After all, inconsistencies among traditional implementations were a
4115 major motivation for C standardization.  However, we intend that it
4116 should be compatible with true traditional preprocessors in all ways
4117 that actually matter.
4119 @menu
4120 * Traditional lexical analysis::
4121 * Traditional macros::
4122 * Traditional miscellany::
4123 * Traditional warnings::
4124 @end menu
4126 @node Traditional lexical analysis
4127 @section Traditional lexical analysis
4129 The traditional preprocessor does not decompose its input into tokens
4130 the same way a standards-conforming preprocessor does.  The input is
4131 simply treated as a stream of text with minimal internal form.
4133 This implementation does not treat trigraphs (@pxref{trigraphs})
4134 specially since they were an invention of the standards committee.  It
4135 handles arbitrarily-positioned escaped newlines properly and splices
4136 the lines as you would expect; many traditional preprocessors did not
4137 do this.
4139 The form of horizontal whitespace in the input file is preserved in
4140 the output.  In particular, hard tabs remain hard tabs.  This can be
4141 useful if, for example, you are preprocessing a Makefile.
4143 Traditional CPP only recognizes C-style block comments, and treats the
4144 @samp{/*} sequence as introducing a comment only if it lies outside
4145 quoted text.  Quoted text is introduced by the usual single and double
4146 quotes, and also by an initial @samp{<} in a @code{#include}
4147 directive.
4149 Traditionally, comments are completely removed and are not replaced
4150 with a space.  Since a traditional compiler does its own tokenization
4151 of the output of the preprocessor, this means that comments can
4152 effectively be used as token paste operators.  However, comments
4153 behave like separators for text handled by the preprocessor itself,
4154 since it doesn't re-lex its input.  For example, in
4156 @smallexample
4157 #if foo/**/bar
4158 @end smallexample
4160 @noindent
4161 @samp{foo} and @samp{bar} are distinct identifiers and expanded
4162 separately if they happen to be macros.  In other words, this
4163 directive is equivalent to
4165 @smallexample
4166 #if foo bar
4167 @end smallexample
4169 @noindent
4170 rather than
4172 @smallexample
4173 #if foobar
4174 @end smallexample
4176 Generally speaking, in traditional mode an opening quote need not have
4177 a matching closing quote.  In particular, a macro may be defined with
4178 replacement text that contains an unmatched quote.  Of course, if you
4179 attempt to compile preprocessed output containing an unmatched quote
4180 you will get a syntax error.
4182 However, all preprocessing directives other than @code{#define}
4183 require matching quotes.  For example:
4185 @smallexample
4186 #define m This macro's fine and has an unmatched quote
4187 "/* This is not a comment.  */
4188 /* @r{This is a comment.  The following #include directive
4189    is ill-formed.}  */
4190 #include <stdio.h
4191 @end smallexample
4193 Just as for the ISO preprocessor, what would be a closing quote can be
4194 escaped with a backslash to prevent the quoted text from closing.
4196 @node Traditional macros
4197 @section Traditional macros
4199 The major difference between traditional and ISO macros is that the
4200 former expand to text rather than to a token sequence.  CPP removes
4201 all leading and trailing horizontal whitespace from a macro's
4202 replacement text before storing it, but preserves the form of internal
4203 whitespace.
4205 One consequence is that it is legitimate for the replacement text to
4206 contain an unmatched quote (@pxref{Traditional lexical analysis}).  An
4207 unclosed string or character constant continues into the text
4208 following the macro call.  Similarly, the text at the end of a macro's
4209 expansion can run together with the text after the macro invocation to
4210 produce a single token.
4212 Normally comments are removed from the replacement text after the
4213 macro is expanded, but if the @option{-CC} option is passed on the
4214 command-line comments are preserved.  (In fact, the current
4215 implementation removes comments even before saving the macro
4216 replacement text, but it careful to do it in such a way that the
4217 observed effect is identical even in the function-like macro case.)
4219 The ISO stringizing operator @samp{#} and token paste operator
4220 @samp{##} have no special meaning.  As explained later, an effect
4221 similar to these operators can be obtained in a different way.  Macro
4222 names that are embedded in quotes, either from the main file or after
4223 macro replacement, do not expand.
4225 CPP replaces an unquoted object-like macro name with its replacement
4226 text, and then rescans it for further macros to replace.  Unlike
4227 standard macro expansion, traditional macro expansion has no provision
4228 to prevent recursion.  If an object-like macro appears unquoted in its
4229 replacement text, it will be replaced again during the rescan pass,
4230 and so on @emph{ad infinitum}.  GCC detects when it is expanding
4231 recursive macros, emits an error message, and continues after the
4232 offending macro invocation.
4234 @smallexample
4235 #define PLUS +
4236 #define INC(x) PLUS+x
4237 INC(foo);
4238      @expansion{} ++foo;
4239 @end smallexample
4241 Function-like macros are similar in form but quite different in
4242 behavior to their ISO counterparts.  Their arguments are contained
4243 within parentheses, are comma-separated, and can cross physical lines.
4244 Commas within nested parentheses are not treated as argument
4245 separators.  Similarly, a quote in an argument cannot be left
4246 unclosed; a following comma or parenthesis that comes before the
4247 closing quote is treated like any other character.  There is no
4248 facility for handling variadic macros.
4250 This implementation removes all comments from macro arguments, unless
4251 the @option{-C} option is given.  The form of all other horizontal
4252 whitespace in arguments is preserved, including leading and trailing
4253 whitespace.  In particular
4255 @smallexample
4256 f( )
4257 @end smallexample
4259 @noindent
4260 is treated as an invocation of the macro @samp{f} with a single
4261 argument consisting of a single space.  If you want to invoke a
4262 function-like macro that takes no arguments, you must not leave any
4263 whitespace between the parentheses.
4265 If a macro argument crosses a new line, the new line is replaced with
4266 a space when forming the argument.  If the previous line contained an
4267 unterminated quote, the following line inherits the quoted state.
4269 Traditional preprocessors replace parameters in the replacement text
4270 with their arguments regardless of whether the parameters are within
4271 quotes or not.  This provides a way to stringize arguments.  For
4272 example
4274 @smallexample
4275 #define str(x) "x"
4276 str(/* @r{A comment} */some text )
4277      @expansion{} "some text "
4278 @end smallexample
4280 @noindent
4281 Note that the comment is removed, but that the trailing space is
4282 preserved.  Here is an example of using a comment to effect token
4283 pasting.
4285 @smallexample
4286 #define suffix(x) foo_/**/x
4287 suffix(bar)
4288      @expansion{} foo_bar
4289 @end smallexample
4291 @node Traditional miscellany
4292 @section Traditional miscellany
4294 Here are some things to be aware of when using the traditional
4295 preprocessor.
4297 @itemize @bullet
4298 @item
4299 Preprocessing directives are recognized only when their leading
4300 @samp{#} appears in the first column.  There can be no whitespace
4301 between the beginning of the line and the @samp{#}, but whitespace can
4302 follow the @samp{#}.
4304 @item
4305 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#error} or
4306 @samp{#pragma}, and may not recognize @samp{#elif}.  CPP supports all
4307 the directives in traditional mode that it supports in ISO mode,
4308 including extensions, with the exception that the effects of
4309 @samp{#pragma GCC poison} are undefined.
4311 @item
4312 __STDC__ is not defined.
4314 @item
4315 If you use digraphs the behavior is undefined.
4317 @item
4318 If a line that looks like a directive appears within macro arguments,
4319 the behavior is undefined.
4321 @end itemize
4323 @node Traditional warnings
4324 @section Traditional warnings
4325 You can request warnings about features that did not exist, or worked
4326 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
4327 GCC does not warn about features of ISO C which you must use when you
4328 are using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
4329 operators.
4331 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
4333 @itemize @bullet
4334 @item
4335 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
4336 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
4337 but does not in ISO C@.
4339 @item
4340 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
4341 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
4342 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
4343 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
4344 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
4345 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
4346 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
4347 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
4348 suggests avoiding it altogether.
4350 @item
4351 A function-like macro that appears without an argument list.  In some
4352 traditional preprocessors this was an error.  In ISO C it merely means
4353 that the macro is not expanded.
4355 @item
4356 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
4358 @item
4359 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
4360 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
4361 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
4362 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
4363 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
4364 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
4366 You can usually avoid the warning, and the related warning about
4367 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
4368 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
4369 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
4370 @end itemize
4372 @node Implementation Details
4373 @chapter Implementation Details
4375 Here we document details of how the preprocessor's implementation
4376 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
4377 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
4378 change subtly in future implementations.
4380 Also documented here are obsolete features still supported by CPP@.
4382 @menu
4383 * Implementation-defined behavior::
4384 * Implementation limits::
4385 * Obsolete Features::
4386 @end menu
4388 @node Implementation-defined behavior
4389 @section Implementation-defined behavior
4390 @cindex implementation-defined behavior
4392 This is how CPP behaves in all the cases which the C standard
4393 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
4394 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
4395 and stick to it.
4396 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
4398 @itemize @bullet
4399 @need 1000
4400 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
4401 execution character set.
4403 The input character set can be specified using the
4404 @option{-finput-charset} option, while the execution character set may
4405 be controlled using the @option{-fexec-charset} and
4406 @option{-fwide-exec-charset} options.
4408 @item Identifier characters.
4409 @anchor{Identifier characters}
4411 The C and C++ standards allow identifiers to be composed of @samp{_}
4412 and the alphanumeric characters.  C++ also allows universal character
4413 names.  C99 and later C standards permit both universal character
4414 names and implementation-defined characters.  In both C and C++ modes,
4415 GCC accepts in identifiers exactly those extended characters that
4416 correspond to universal character names permitted by the chosen
4417 standard.
4419 GCC allows the @samp{$} character in identifiers as an extension for
4420 most targets.  This is true regardless of the @option{std=} switch,
4421 since this extension cannot conflict with standards-conforming
4422 programs.  When preprocessing assembler, however, dollars are not
4423 identifier characters by default.
4425 Currently the targets that by default do not permit @samp{$} are AVR,
4426 IP2K, MMIX, MIPS Irix 3, ARM aout, and PowerPC targets for the AIX
4427 operating system.
4429 You can override the default with @option{-fdollars-in-identifiers} or
4430 @option{-fno-dollars-in-identifiers}.  @xref{fdollars-in-identifiers}.
4432 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
4434 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
4435 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
4436 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
4437 same column as it did in the original source file.
4439 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
4441 The preprocessor and compiler interpret character constants in the
4442 same way; i.e.@: escape sequences such as @samp{\a} are given the
4443 values they would have on the target machine.
4445 The compiler evaluates a multi-character character constant a character
4446 at a time, shifting the previous value left by the number of bits per
4447 target character, and then or-ing in the bit-pattern of the new
4448 character truncated to the width of a target character.  The final
4449 bit-pattern is given type @code{int}, and is therefore signed,
4450 regardless of whether single characters are signed or not.
4451 If there are more
4452 characters in the constant than would fit in the target @code{int} the
4453 compiler issues a warning, and the excess leading characters are
4454 ignored.
4456 For example, @code{'ab'} for a target with an 8-bit @code{char} would be
4457 interpreted as @w{@samp{(int) ((unsigned char) 'a' * 256 + (unsigned char)
4458 'b')}}, and @code{'\234a'} as @w{@samp{(int) ((unsigned char) '\234' *
4459 256 + (unsigned char) 'a')}}.
4461 @item Source file inclusion.
4463 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
4464 @ref{Include Operation}.
4466 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
4467 @samp{#include} directive.
4469 @xref{Computed Includes}.
4471 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
4472 results in a standard pragma.
4474 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
4475 question does not arise.
4477 Note that GCC does not yet implement any of the standard
4478 pragmas.
4480 @end itemize
4482 @node Implementation limits
4483 @section Implementation limits
4484 @cindex implementation limits
4486 CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
4487 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
4488 and all the others known.  It is intended that there should be as few limits
4489 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
4490 please report that as a bug.  @xref{Bugs, , Reporting Bugs, gcc, Using
4491 the GNU Compiler Collection (GCC)}.
4493 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
4494 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
4495 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
4496 therefore depend on many things, such as the size of other things
4497 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
4498 consumed by other processes on the same computer, etc.
4500 @itemize @bullet
4502 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
4504 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
4505 The standard requires at least 15 levels.
4507 @item Nesting levels of conditional inclusion.
4509 The C standard mandates this be at least 63.  CPP is limited only by
4510 available memory.
4512 @item Levels of parenthesized expressions within a full expression.
4514 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
4515 conditional expressions, it is limited only by available memory.
4517 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
4519 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
4520 requires only that the first 63 be significant.
4522 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
4524 The standard requires at least 4095 be possible.  CPP is limited only
4525 by available memory.
4527 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
4529 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
4530 required by the standard is 127.
4532 @item Number of characters on a logical source line.
4534 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  CPP places
4535 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
4536 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
4538 @item Maximum size of a source file.
4540 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
4541 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
4542 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
4543 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
4544 may not be a limitation.
4546 @end itemize
4548 @node Obsolete Features
4549 @section Obsolete Features
4551 CPP has some features which are present mainly for compatibility with
4552 older programs.  We discourage their use in new code.  In some cases,
4553 we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
4555 @subsection Assertions
4556 @cindex assertions
4558 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
4559 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
4560 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
4561 define them with preprocessing directives or command-line options.
4563 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
4564 the compiler's target system and we added them for compatibility with
4565 existing compilers.  In practice they are just as unpredictable as the
4566 system-specific predefined macros.  In addition, they are not part of
4567 any standard, and only a few compilers support them.
4568 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
4569 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
4570 all.
4572 @cindex predicates
4573 An assertion looks like this:
4575 @smallexample
4576 #@var{predicate} (@var{answer})
4577 @end smallexample
4579 @noindent
4580 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
4581 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
4582 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
4583 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
4584 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
4585 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
4586 answer.
4588 @cindex testing predicates
4589 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
4590 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
4591 asserted as an answer for @code{machine}.
4593 @smallexample
4594 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
4595 @end smallexample
4597 @noindent
4598 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
4599 omitting the answer in the conditional:
4601 @smallexample
4602 #if #machine
4603 @end smallexample
4605 @findex #assert
4606 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
4607 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
4608 identifies assertions in conditionals.
4610 @smallexample
4611 #assert @var{predicate} (@var{answer})
4612 @end smallexample
4614 @noindent
4615 You may make several assertions with the same predicate and different
4616 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
4617 same predicate.  All the answers for any given predicate are
4618 simultaneously true.
4620 @cindex assertions, canceling
4621 @findex #unassert
4622 Assertions can be canceled with the @samp{#unassert} directive.  It
4623 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
4624 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
4625 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
4626 leaving out the answer:
4628 @smallexample
4629 #unassert @var{predicate}
4630 @end smallexample
4632 @noindent
4633 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
4634 no effect.
4636 You can also make or cancel assertions using command-line options.
4637 @xref{Invocation}.
4639 @node Invocation
4640 @chapter Invocation
4641 @cindex invocation
4642 @cindex command line
4644 Most often when you use the C preprocessor you do not have to invoke it
4645 explicitly: the C compiler does so automatically.  However, the
4646 preprocessor is sometimes useful on its own.  You can invoke the 
4647 preprocessor either with the @command{cpp} command, or via @command{gcc -E}.
4648 In GCC, the preprocessor is actually integrated with the compiler
4649 rather than a separate program, and both of these commands invoke
4650 GCC and tell it to stop after the preprocessing phase.
4652 The @command{cpp} options listed here are also accepted by
4653 @command{gcc} and have the same meaning.  Likewise the @command{cpp}
4654 command accepts all the usual @command{gcc} driver options, although those
4655 pertaining to compilation phases after preprocessing are ignored.
4657 Only options specific to preprocessing behavior are documented here.
4658 Refer to the GCC manual for full documentation of other driver options.
4660 @ignore
4661 @c man begin SYNOPSIS
4662 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
4663     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-iquote}@var{dir}@dots{}]
4664     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
4665     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}]
4666     [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
4667     @var{infile} [[@option{-o}] @var{outfile}]
4669 Only the most useful options are given above; see below for a more
4670 complete list of preprocessor-specific options.  
4671 In addition, @command{cpp} accepts most @command{gcc} driver options, which
4672 are not listed here.  Refer to the GCC documentation for details.
4673 @c man end
4674 @c man begin SEEALSO
4675 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
4676 gcc(1), and the Info entries for @file{cpp} and @file{gcc}.
4677 @c man end
4678 @end ignore
4680 @c man begin OPTIONS
4681 The @command{cpp} command expects two file names as arguments, @var{infile} and
4682 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
4683 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
4684 by the combined input files is written in @var{outfile}.
4686 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
4687 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
4688 means to write to standard output.  If either file is omitted, it
4689 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
4690 You can also use the @option{-o @var{outfile}} option to specify the 
4691 output file.
4693 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
4694 which take an argument may have that argument appear either immediately
4695 after the option, or with a space between option and argument:
4696 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
4698 @cindex grouping options
4699 @cindex options, grouping
4700 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
4701 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
4702 @w{@samp{-d -M}}.
4704 @cindex options
4706 @table @gcctabopt
4707 @include cppopts.texi
4708 @include cppdiropts.texi
4709 @include cppwarnopts.texi
4710 @end table
4711 @c man end
4713 @node Environment Variables
4714 @chapter Environment Variables
4715 @cindex environment variables
4716 @c man begin ENVIRONMENT
4718 This section describes the environment variables that affect how CPP
4719 operates.  You can use them to specify directories or prefixes to use
4720 when searching for include files, or to control dependency output.
4722 Note that you can also specify places to search using options such as
4723 @option{-I}, and control dependency output with options like
4724 @option{-M} (@pxref{Invocation}).  These take precedence over
4725 environment variables, which in turn take precedence over the
4726 configuration of GCC@.
4728 @include cppenv.texi
4729 @c man end
4731 @page
4732 @include fdl.texi
4734 @page
4735 @node Index of Directives
4736 @unnumbered Index of Directives
4737 @printindex fn
4739 @node Option Index
4740 @unnumbered Option Index
4741 @noindent
4742 CPP's command-line options and environment variables are indexed here
4743 without any initial @samp{-} or @samp{--}.
4744 @printindex op
4746 @page
4747 @node Concept Index
4748 @unnumbered Concept Index
4749 @printindex cp
4751 @bye