gcc/
[official-gcc.git] / gcc / doc / cpp.texi
blob0770e418a83d64e9d002da85bcba50900b4f5f22
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 @macro copyrightnotice
10 @c man begin COPYRIGHT
11 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996,
12 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
13 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 1.1 or
17 any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
18 the license is included in the
19 @c man end
20 section entitled ``GNU Free Documentation License''.
21 @ignore
22 @c man begin COPYRIGHT
23 man page gfdl(7).
24 @c man end
25 @end ignore
26 @end macro
28 @macro covertexts
29 @c man begin COPYRIGHT
30 This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
31 (a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
33 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
35      A GNU Manual
37 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
39      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
40      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
41      funds for GNU development.
42 @c man end
43 @end macro
45 @macro gcctabopt{body}
46 @code{\body\}
47 @end macro
49 @c Create a separate index for command line options.
50 @defcodeindex op
51 @syncodeindex vr op
53 @c Used in cppopts.texi and cppenv.texi.
54 @set cppmanual
56 @ifinfo
57 @dircategory Programming
58 @direntry
59 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
60 @end direntry
61 @end ifinfo
63 @titlepage
64 @title The C Preprocessor
65 @subtitle Last revised April 2001
66 @subtitle for GCC version 3
67 @author Richard M. Stallman
68 @author Zachary Weinberg
69 @page
70 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
71 @c override it.
72 @vskip 0pt plus 1filll
73 @copyrightnotice{}
74 @covertexts{}
75 @end titlepage
76 @contents
77 @page
79 @ifnottex
80 @node Top
81 @top
82 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
83 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
84 useful on its own.
86 @menu
87 * Overview::
88 * Header Files::
89 * Macros::
90 * Conditionals::
91 * Diagnostics::
92 * Line Control::
93 * Pragmas::
94 * Other Directives::
95 * Preprocessor Output::
96 * Traditional Mode::
97 * Implementation Details::
98 * Invocation::
99 * Environment Variables::
100 * GNU Free Documentation License::
101 * Index of Directives::
102 * Option Index::
103 * Concept Index::
105 @detailmenu
106  --- The Detailed Node Listing ---
108 Overview
110 * Initial processing::
111 * Tokenization::
112 * The preprocessing language::
114 Header Files
116 * Include Syntax::
117 * Include Operation::
118 * Search Path::
119 * Once-Only Headers::
120 * Computed Includes::
121 * Wrapper Headers::
122 * System Headers::
124 Macros
126 * Object-like Macros::
127 * Function-like Macros::
128 * Macro Arguments::
129 * Stringification::
130 * Concatenation::
131 * Variadic Macros::
132 * Predefined Macros::
133 * Undefining and Redefining Macros::
134 * Directives Within Macro Arguments::
135 * Macro Pitfalls::
137 Predefined Macros
139 * Standard Predefined Macros::
140 * Common Predefined Macros::
141 * System-specific Predefined Macros::
142 * C++ Named Operators::
144 Macro Pitfalls
146 * Misnesting::
147 * Operator Precedence Problems::
148 * Swallowing the Semicolon::
149 * Duplication of Side Effects::
150 * Self-Referential Macros::
151 * Argument Prescan::
152 * Newlines in Arguments::
154 Conditionals
156 * Conditional Uses::
157 * Conditional Syntax::
158 * Deleted Code::
160 Conditional Syntax
162 * Ifdef::
163 * If::
164 * Defined::
165 * Else::
166 * Elif::
168 Implementation Details
170 * Implementation-defined behavior::
171 * Implementation limits::
172 * Obsolete Features::
173 * Differences from previous versions::
175 Obsolete Features
177 * Assertions::
178 * Obsolete once-only headers::
180 @end detailmenu
181 @end menu
183 @copyrightnotice{}
184 @covertexts{}
185 @end ifnottex
187 @node Overview
188 @chapter Overview
189 @c man begin DESCRIPTION
190 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
191 that is used automatically by the C compiler to transform your program
192 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
193 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
194 constructs.
196 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
197 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
198 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
199 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
200 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
201 preserving characteristics of the input which are not significant to
202 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
203 will be removed, and the Makefile will not work.
205 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
206 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
207 (Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional-cpp}
208 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
209 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
210 instead of native language comments, and keeping macros simple.
212 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
213 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
214 facilities.  Most high level programming languages have their own
215 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
216 try a true general text processor, such as GNU M4.
218 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
219 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
220 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
221 few things required by the standard.  These are features which are
222 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
223 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
224 you should use the @option{-std=c89} or @option{-std=c99} options, depending
225 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
226 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
228 This manual describes the behavior of the ISO preprocessor.  To
229 minimize gratuitous differences, where the ISO preprocessor's
230 behavior does not conflict with traditional semantics, the
231 traditional preprocessor should behave the same way.  The various
232 differences that do exist are detailed in the section @ref{Traditional
233 Mode}.
235 For clarity, unless noted otherwise, references to @samp{CPP} in this
236 manual refer to GNU CPP.
237 @c man end
239 @menu
240 * Initial processing::
241 * Tokenization::
242 * The preprocessing language::
243 @end menu
245 @node Initial processing
246 @section Initial processing
248 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
249 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
250 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
251 transformation before the next one begins.  CPP actually does them
252 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
253 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
254 standard.
256 @enumerate
257 @item
258 @cindex character sets
259 @cindex line endings
260 The input file is read into memory and broken into lines.
262 CPP expects its input to be a text file, that is, an unstructured
263 stream of ASCII characters, with some characters indicating the end of a
264 line of text.  Extended ASCII character sets, such as ISO Latin-1 or
265 Unicode encoded in UTF-8, are also acceptable.  Character sets that are
266 not strict supersets of seven-bit ASCII will not work.  We plan to add
267 complete support for international character sets in a future release.
269 Different systems use different conventions to indicate the end of a
270 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
271 LF}}, @kbd{CR}, and @kbd{@w{LF CR}} as end-of-line markers.  The first
272 three are the canonical sequences used by Unix, DOS and VMS, and the
273 classic Mac OS (before OSX) respectively.  You may therefore safely copy
274 source code written on any of those systems to a different one and use
275 it without conversion.  (GCC may lose track of the current line number
276 if a file doesn't consistently use one convention, as sometimes happens
277 when it is edited on computers with different conventions that share a
278 network file system.)  @kbd{@w{LF CR}} is included because it has been
279 reported as an end-of-line marker under exotic conditions.
281 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
282 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
283 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
284 warning message.
286 @item
287 @cindex trigraphs
288 @anchor{trigraphs}If trigraphs are enabled, they are replaced by their
289 corresponding single characters.  By default GCC ignores trigraphs,
290 but if you request a strictly conforming mode with the @option{-std}
291 option, or you specify the @option{-trigraphs} option, then it
292 converts them.
294 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
295 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
296 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
297 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
298 constant for a newline.
300 Trigraphs are not popular and many compilers implement them incorrectly.
301 Portable code should not rely on trigraphs being either converted or
302 ignored.  If you use the @option{-Wall} or @option{-Wtrigraphs} options,
303 GCC will warn you when a trigraph would change the meaning of your
304 program if it were converted.
306 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks from
307 being confused with a trigraph by inserting a backslash between the
308 question marks.  @t{"(??\?)"} is the string @samp{(???)}, not
309 @samp{(?]}.  Traditional C compilers do not recognize this idiom.
311 The nine trigraphs and their replacements are
313 @example
314 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
315 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
316 @end example
318 @item
319 @cindex continued lines
320 @cindex backslash-newline
321 Continued lines are merged into one long line.
323 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
324 backslash is removed and the following line is joined with the current
325 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
326 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
327 only at white space.)
329 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
330 @dfn{backslash-newline}.
332 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
333 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
334 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
335 line, GCC will warn you about it.
337 @item
338 @cindex comments
339 @cindex line comments
340 @cindex block comments
341 All comments are replaced with single spaces.
343 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
344 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
345 nest:
347 @example
348 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
349 @end example
351 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
352 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
353 because they would end in the same place anyway.
355 @example
356 // @r{this is} // @r{one comment}
357 @r{text outside comment}
358 @end example
359 @end enumerate
361 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
363 @example
364 @group
365 /* @r{block comment}
366    // @r{contains line comment}
367    @r{yet more comment}
368  */ @r{outside comment}
370 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
371 @end group
372 @end example
374 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
375 comment.
377 @example
378 @group
379  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
380     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
381 @end group
382 @end example
384 Comments are not recognized within string literals.  @t{@w{"/* blah
385 */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not an empty string.
387 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
388 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
389 of the C standard, they are an official part of the language.
391 Since these transformations happen before all other processing, you can
392 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
393 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
394 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
395 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
396 For example:
398 @example
399 @group
402 */ # /*
403 */ defi\
404 ne FO\
405 O 10\
407 @end group
408 @end example
410 @noindent
411 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
412 extremely confusing and should not be used in code intended to be
413 readable.
415 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
416 interpreted as a backslash-newline.  This cannot affect any correct
417 program, however.
419 @node Tokenization
420 @section Tokenization
422 @cindex tokens
423 @cindex preprocessing tokens
424 After the textual transformations are finished, the input file is
425 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
426 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
427 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
428 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
429 but it is often necessary to avoid ambiguities.
431 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
432 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
433 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
434 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
435 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
436 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
437 could not.
439 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
440 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
441 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
443 @example
444 @group
445 #define foo() bar
446 foo()baz
447      @expansion{} bar baz
448 @emph{not}
449      @expansion{} barbaz
450 @end group
451 @end example
453 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
454 preprocessing token becomes one compiler token.
456 @cindex identifiers
457 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
458 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
459 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
460 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
461 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
462 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
463 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
464 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
466 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
467 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
468 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
470 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
471 part of the ``basic source character set,'' at the implementation's
472 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
473 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
474 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  GCC does not presently
475 implement either feature in the preprocessor or the compiler.
477 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
478 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
479 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
480 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
481 option.  @xref{Invocation}.
483 @cindex numbers
484 @cindex preprocessing numbers
485 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
486 category includes all the normal integer and floating point constants
487 one expects of C, but also a number of other things one might not
488 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
489 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
490 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
491 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
492 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
493 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
494 to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
496 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
497 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
498 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
499 which is complicated.  The definition also permits you to split an
500 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
501 pasted back together with the @samp{##} operator.
503 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
504 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
505 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
506 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
507 might have intended.
509 @cindex string literals
510 @cindex string constants
511 @cindex character constants
512 @cindex header file names
513 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
514 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
515 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
516 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
517 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
518 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
519 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
520 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
521 the length of a character constant, but the value of a character
522 constant that contains more than one character is
523 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
525 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
526 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
527 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
528 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
529 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
530 Operation}.
532 No string literal may extend past the end of a line.  Older versions
533 of GCC accepted multi-line string constants.  You may use continued
534 lines instead, or string constant concatenation.  @xref{Differences
535 from previous versions}.
537 @cindex punctuators
538 @cindex digraphs
539 @cindex alternative tokens
540 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
541 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
542 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
543 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
544 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
545 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
546 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
547 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
548 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
549 their corresponding normal punctuators are:
551 @example
552 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
553 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
554 @end example
556 @cindex other tokens
557 Any other single character is considered ``other.'' It is passed on to
558 the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
559 certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
560 only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
561 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
562 normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
563 (numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
564 implementation.  This will change when proper support for international
565 character sets is added to GCC@.
567 NUL is a special case because of the high probability that its
568 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
569 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
570 silently ignored, just as any other character would be.  In running
571 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
572 have the same meaning.
574 @example
575 #define X^@@1
576 #define X 1
577 @end example
579 @noindent
580 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
581 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
582 warning message.
584 @node The preprocessing language
585 @section The preprocessing language
586 @cindex directives
587 @cindex preprocessing directives
588 @cindex directive line
589 @cindex directive name
591 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
592 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
593 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
594 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
595 what most people think of as the preprocessor's job.
597 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
598 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
600 @itemize @bullet
601 @item
602 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
603 substituted into your program.
605 @item
606 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
607 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
608 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
609 automatically defined for you.
611 @item
612 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
613 program according to various conditions.
615 @item
616 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
617 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
618 control to inform the compiler where each source line originally came
619 from.
621 @item
622 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
623 or warnings.
624 @end itemize
626 There are a few more, less useful, features.
628 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
629 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
630 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
631 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
632 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
633 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
634 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
635 the directive that defines a macro.
637 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
638 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
639 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
640 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
642 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
643 preprocessing directives.
645 Some directives require arguments; these make up the rest of the
646 directive line and must be separated from the directive name by
647 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
648 name and the intended expansion of the macro.
650 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
651 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
652 which extends past the end of the line.  In either case, when the
653 directive is processed, the continuations have already been merged with
654 the first line to make one long line.
656 @node Header Files
657 @chapter Header Files
659 @cindex header file
660 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
661 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
662 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
663 C preprocessing directive @samp{#include}.
665 Header files serve two purposes.
667 @itemize @bullet
668 @item
669 @cindex system header files
670 System header files declare the interfaces to parts of the operating
671 system.  You include them in your program to supply the definitions and
672 declarations you need to invoke system calls and libraries.
674 @item
675 Your own header files contain declarations for interfaces between the
676 source files of your program.  Each time you have a group of related
677 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
678 several different source files, it is a good idea to create a header
679 file for them.
680 @end itemize
682 Including a header file produces the same results as copying the header
683 file into each source file that needs it.  Such copying would be
684 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
685 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
686 can be changed in one place, and programs that include the header file
687 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
688 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
689 as the risk that a failure to find one copy will result in
690 inconsistencies within a program.
692 In C, the usual convention is to give header files names that end with
693 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
694 underscores in header file names, and at most one dot.
696 @menu
697 * Include Syntax::
698 * Include Operation::
699 * Search Path::
700 * Once-Only Headers::
701 * Computed Includes::
702 * Wrapper Headers::
703 * System Headers::
704 @end menu
706 @node Include Syntax
707 @section Include Syntax
709 @findex #include
710 Both user and system header files are included using the preprocessing
711 directive @samp{#include}.  It has two variants:
713 @table @code
714 @item #include <@var{file}>
715 This variant is used for system header files.  It searches for a file
716 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
717 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
719 @item #include "@var{file}"
720 This variant is used for header files of your own program.  It searches
721 for a file named @var{file} first in the directory containing the
722 current file, then in the same directories used for @code{<@var{file}>}.
723 @end table
725 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
726 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
727 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
728 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
730 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
731 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
732 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
733 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
734 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
735 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
736 to use only @samp{/}.)
738 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
739 after the file name.
741 @node Include Operation
742 @section Include Operation
744 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
745 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
746 current file.  The output from the preprocessor contains the output
747 already generated, followed by the output resulting from the included
748 file, followed by the output that comes from the text after the
749 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
750 @file{header.h} as follows,
752 @example
753 char *test (void);
754 @end example
756 @noindent
757 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
758 like this,
760 @example
761 int x;
762 #include "header.h"
765 main (void)
767   puts (test ());
769 @end example
771 @noindent
772 the compiler will see the same token stream as it would if
773 @file{program.c} read
775 @example
776 int x;
777 char *test (void);
780 main (void)
782   puts (test ());
784 @end example
786 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
787 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
788 included from another file.  The include file could even contain the
789 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
790 the end of a statement that was started in the including file.  However,
791 an included file must consist of complete tokens.  Comments and string
792 literals which have not been closed by the end of an included file are
793 invalid.  For error recovery, they are considered to end at the end of
794 the file.
796 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
797 syntactic units---function declarations or definitions, type
798 declarations, etc.
800 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
801 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
802 final newline.
804 @node Search Path
805 @section Search Path
807 GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
808 system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
809 requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
811 @example
812 /usr/local/include
813 /usr/lib/gcc-lib/@var{target}/@var{version}/include
814 /usr/@var{target}/include
815 /usr/include
816 @end example
818 For C++ programs, it will also look in @file{/usr/include/g++-v3},
819 first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
820 GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
821 the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
822 version of GCC in use.
824 You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command line
825 option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
826 left-to-right order, @emph{before} the default directories.  The only
827 exception is when @file{dir} is already searched by default.  In
828 this case, the option is ignored and the search order for system
829 directories remains unchanged.
831 Duplicate directories are removed from the quote and bracket search
832 chains before the two chains are merged to make the final search chain.
833 Thus, it is possible for a directory to occur twice in the final search
834 chain if it was specified in both the quote and bracket chains.
836 You can prevent GCC from searching any of the default directories with
837 the @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
838 operating system kernel or some other program that does not use the
839 standard C library facilities, or the standard C library itself.
840 @option{-I} options are not ignored as described above when
841 @option{-nostdinc} is in effect.
843 GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
844 first in the directory containing the current file, then in the same
845 places it would have looked for a header requested with angle brackets.
846 For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
847 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
848 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
850 @samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
851 directory containing the current file.
853 You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
854 This has two effects.  First, directories appearing before the
855 @option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
856 quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
857 headers.  Second, the directory containing the current file is not
858 searched for anything, unless it happens to be one of the directories
859 named by an @option{-I} switch.
861 @option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
862 not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
863 includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
864 compiler's current working directory for header files.  That may or may
865 not be the same as the directory containing the current file.
867 If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
868 @option{-I./-}.
870 There are several more ways to adjust the header search path.  They are
871 generally less useful.  @xref{Invocation}.
873 @node Once-Only Headers
874 @section Once-Only Headers
875 @cindex repeated inclusion
876 @cindex including just once
877 @cindex wrapper @code{#ifndef}
879 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
880 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
881 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
882 it will certainly waste time.
884 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
885 of the file in a conditional, like this:
887 @example
888 @group
889 /* File foo.  */
890 #ifndef FILE_FOO_SEEN
891 #define FILE_FOO_SEEN
893 @var{the entire file}
895 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
896 @end group
897 @end example
899 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
900 When the header is included again, the conditional will be false,
901 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
902 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
903 twice.
905 CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
906 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
907 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
908 not bother to rescan the file at all.
910 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
911 this optimization.
913 @cindex controlling macro
914 @cindex guard macro
915 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
916 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
917 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
918 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
919 file, the macro name should contain the name of the file and some
920 additional text, to avoid conflicts with other header files.
922 @node Computed Includes
923 @section Computed Includes
924 @cindex computed includes
925 @cindex macros in include
927 Sometimes it is necessary to select one of several different header
928 files to be included into your program.  They might specify
929 configuration parameters to be used on different sorts of operating
930 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
932 @example
933 #if SYSTEM_1
934 # include "system_1.h"
935 #elif SYSTEM_2
936 # include "system_2.h"
937 #elif SYSTEM_3
938 @dots{}
939 #endif
940 @end example
942 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
943 ability to use a macro for the header name.  This is called a
944 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
945 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
947 @example
948 #define SYSTEM_H "system_1.h"
949 @dots{}
950 #include SYSTEM_H
951 @end example
953 @noindent
954 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
955 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
956 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
957 @option{-D} option.
959 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
960 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
961 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
962 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
963 if you use double-quote includes, which are close enough to string
964 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
966 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
967 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
968 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
969 like running text would be.
971 If the line expands to a single string constant, the contents of that
972 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
973 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
974 escapes in the string.  Therefore
976 @example
977 #define HEADER "a\"b"
978 #include HEADER
979 @end example
981 @noindent
982 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
983 to the rules for double-quoted includes.
985 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
986 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
987 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
988 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
989 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
990 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
991 according to the rules for angle-bracket includes.
993 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
994 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
995 if the result of expansion does not match either of the two expected
996 forms.
998 These rules are implementation-defined behavior according to the C
999 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
1000 computed includes differently, we recommend you use only a single
1001 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
1002 minimize confusion for people reading your program.
1004 @node Wrapper Headers
1005 @section Wrapper Headers
1006 @cindex wrapper headers
1007 @cindex overriding a header file
1008 @findex #include_next
1010 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
1011 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
1012 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
1013 a new header file with the same name and insert it in the search path
1014 before the original header.  That works fine as long as you're willing
1015 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1016 the old header from the new one?
1018 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1019 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1020 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1021 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1023 You could include the old header with an absolute pathname:
1024 @example
1025 #include "/usr/include/old-header.h"
1026 @end example
1027 @noindent
1028 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1029 would have to edit the new headers to match.
1031 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1032 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1033 @emph{next} file with this name.''  This directive works like
1034 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1035 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1036 in which the current file was found.
1038 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1039 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1040 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1041 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1042 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1043 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1045 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1046 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1047 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1048 file named, starting with the directory in the search path after the one
1049 where the current file was found.
1051 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1052 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1053 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1054 program; it should be used only to make global corrections along the
1055 lines of @command{fixincludes}.
1057 @node System Headers
1058 @section System Headers
1059 @cindex system header files
1061 The header files declaring interfaces to the operating system and
1062 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1063 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1064 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1065 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1066 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1067 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1068 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1069 because of code in macros defined in system headers.
1071 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1072 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1073 There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
1075 The @option{-isystem} command line option adds its argument to the list of
1076 directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
1077 found in that directory will be considered system headers.
1079 All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
1080 directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
1081 command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
1082 @option{-isystem}, the @option{-I} option is ignored.  GCC provides an
1083 informative message when this occurs if @option{-v} is used.
1085 @findex #pragma GCC system_header
1086 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1087 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1088 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1089 @samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
1090 system_header}} has no effect in the primary source file.
1092 On very old systems, some of the pre-defined system header directories
1093 get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
1094 found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
1095 block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
1096 or from the command line.
1098 @node Macros
1099 @chapter Macros
1101 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1102 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1103 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1104 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1105 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1107 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1108 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1109 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1110 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1111 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1112 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1113 macros when you are compiling C++.
1115 @menu
1116 * Object-like Macros::
1117 * Function-like Macros::
1118 * Macro Arguments::
1119 * Stringification::
1120 * Concatenation::
1121 * Variadic Macros::
1122 * Predefined Macros::
1123 * Undefining and Redefining Macros::
1124 * Directives Within Macro Arguments::
1125 * Macro Pitfalls::
1126 @end menu
1128 @node Object-like Macros
1129 @section Object-like Macros
1130 @cindex object-like macro
1131 @cindex symbolic constants
1132 @cindex manifest constants
1134 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1135 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1136 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1137 symbolic names to numeric constants.
1139 @findex #define
1140 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1141 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1142 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1143 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1145 @example
1146 #define BUFFER_SIZE 1024
1147 @end example
1149 @noindent
1150 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1151 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1152 there comes a C statement of the form
1154 @example
1155 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1156 @end example
1158 @noindent
1159 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1160 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1161 if you had written
1163 @example
1164 foo = (char *) malloc (1024);
1165 @end example
1167 By convention, macro names are written in upper case.  Programs are
1168 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1169 macros.
1171 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1172 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1173 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1174 come out on one line.  For example,
1176 @example
1177 #define NUMBERS 1, \
1178                 2, \
1179                 3
1180 int x[] = @{ NUMBERS @};
1181      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1182 @end example
1184 @noindent
1185 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1186 in error messages.
1188 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1189 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1190 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1191 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1193 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1194 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1195 to the C preprocessor
1197 @example
1198 foo = X;
1199 #define X 4
1200 bar = X;
1201 @end example
1203 @noindent
1204 produces
1206 @example
1207 foo = X;
1208 bar = 4;
1209 @end example
1211 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1212 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1213 macros to expand.  For example,
1215 @example
1216 @group
1217 #define TABLESIZE BUFSIZE
1218 #define BUFSIZE 1024
1219 TABLESIZE
1220      @expansion{} BUFSIZE
1221      @expansion{} 1024
1222 @end group
1223 @end example
1225 @noindent
1226 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1227 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1229 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1230 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1231 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1232 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1233 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1234 more macro names.
1236 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1237 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1238 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1239 currently in effect:
1241 @example
1242 #define BUFSIZE 1020
1243 #define TABLESIZE BUFSIZE
1244 #undef BUFSIZE
1245 #define BUFSIZE 37
1246 @end example
1248 @noindent
1249 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1251 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1252 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1253 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1254 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1256 @node Function-like Macros
1257 @section Function-like Macros
1258 @cindex function-like macros
1260 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1261 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1262 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1263 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1265 @example
1266 #define lang_init()  c_init()
1267 lang_init()
1268      @expansion{} c_init()
1269 @end example
1271 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1272 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1273 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1274 name, and you wish to use the function sometimes.
1276 @example
1277 extern void foo(void);
1278 #define foo() /* optimized inline version */
1279 @dots{}
1280   foo();
1281   funcptr = foo;
1282 @end example
1284 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1285 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1286 be expanded, it would cause a syntax error.
1288 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1289 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1290 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1291 parentheses.
1293 @example
1294 #define lang_init ()    c_init()
1295 lang_init()
1296      @expansion{} () c_init()()
1297 @end example
1299 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1300 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1301 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1302 consume those parentheses.
1304 @node Macro Arguments
1305 @section Macro Arguments
1306 @cindex arguments
1307 @cindex macros with arguments
1308 @cindex arguments in macro definitions
1310 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1311 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1312 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1313 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1314 separated by commas and optionally whitespace.
1316 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1317 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1318 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1319 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1320 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1321 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1322 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1323 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1324 macro body.)
1326 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1327 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1329 @example
1330 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1331   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1332   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1333   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1334 @end example
1336 @noindent
1337 (In this small example you can already see several of the dangers of
1338 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1340 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1341 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1342 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1343 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1344 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1345 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1347 @example
1348 macro (array[x = y, x + 1])
1349 @end example
1351 @noindent
1352 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1353 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1354 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1355 code.
1357 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1358 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1359 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1360 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1361 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1362 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1363 Prescan}, for detailed discussion.
1365 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1367 @example
1368   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1369 @end example
1371 @noindent
1372 and then to
1374 @example
1375 @group
1376 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1377  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1378  : (c))
1379 @end group
1380 @end example
1382 @noindent
1383 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1385 @cindex empty macro arguments
1386 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1387 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1388 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1389 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1390 Here are some silly examples using @code{min}:
1392 @example
1393 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1394 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1395 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1396 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1398 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1399 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1400 @end example
1402 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1403 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1404 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1405 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1406 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1407 empty argument was required.
1409 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1410 their corresponding actual arguments.
1412 @example
1413 #define foo(x) x, "x"
1414 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1415 @end example
1417 @node Stringification
1418 @section Stringification
1419 @cindex stringification
1420 @cindex @samp{#} operator
1422 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1423 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1424 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1425 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1426 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1427 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1428 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
1430 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1431 stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1432 string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
1433 replace the stringified arguments with string constants.  The C
1434 compiler will then combine all the adjacent string constants into one
1435 long string.
1437 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1439 @example
1440 @group
1441 #define WARN_IF(EXP) \
1442 do @{ if (EXP) \
1443         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1444 while (0)
1445 WARN_IF (x == 0);
1446      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1447            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1448 @end group
1449 @end example
1451 @noindent
1452 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1453 @code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1454 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1455 @code{if} statement, but not in the string.
1457 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1458 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1459 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1460 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1462 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1463 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1464 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1465 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1466 proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1467 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1468 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1469 stringifies to @t{"\n"}.
1471 All leading and trailing whitespace in text being stringified is
1472 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1473 converted to a single space in the stringified result.  Comments are
1474 replaced by whitespace long before stringification happens, so they
1475 never appear in stringified text.
1477 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1479 If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
1480 you have to use two levels of macros.
1482 @example
1483 #define xstr(s) str(s)
1484 #define str(s) #s
1485 #define foo 4
1486 str (foo)
1487      @expansion{} "foo"
1488 xstr (foo)
1489      @expansion{} xstr (4)
1490      @expansion{} str (4)
1491      @expansion{} "4"
1492 @end example
1494 @code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
1495 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1496 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1497 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1498 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1500 @node Concatenation
1501 @section Concatenation
1502 @cindex concatenation
1503 @cindex token pasting
1504 @cindex token concatenation
1505 @cindex @samp{##} operator
1507 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1508 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1509 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1510 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1511 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1512 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1513 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1514 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1515 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1516 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1517 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1518 token pasting.
1520 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1521 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1522 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1523 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1524 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1525 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1526 simply remove the @samp{##}.
1528 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1529 but you could just as well write them as one token in the first place.
1530 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1531 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1532 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1533 executes.  As with stringification, the actual argument is not
1534 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1535 effect.
1537 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1538 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1539 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1540 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1541 comments, and you can put comments in arguments that will be
1542 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1543 end of a macro body.
1545 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1546 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1547 as follows:
1549 @example
1550 @group
1551 struct command
1553   char *name;
1554   void (*function) (void);
1556 @end group
1558 @group
1559 struct command commands[] =
1561   @{ "quit", quit_command @},
1562   @{ "help", help_command @},
1563   @dots{}
1565 @end group
1566 @end example
1568 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1569 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1570 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1571 constant can be created with stringification, and the function name by
1572 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1574 @example
1575 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1577 struct command commands[] =
1579   COMMAND (quit),
1580   COMMAND (help),
1581   @dots{}
1583 @end example
1585 @node Variadic Macros
1586 @section Variadic Macros
1587 @cindex variable number of arguments
1588 @cindex macros with variable arguments
1589 @cindex variadic macros
1591 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1592 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1593 a function.  Here is an example:
1595 @example
1596 #define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1597 @end example
1599 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1600 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1601 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1602 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1603 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1604 have this expansion:
1606 @example
1607 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1608      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1609 @end example
1611 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1612 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1613 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
1614 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1615 below for an important special case for @samp{##}.)
1617 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1618 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  CPP permits
1619 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1620 before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
1621 The @code{eprintf} macro above could be written
1623 @example
1624 #define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
1625 @end example
1627 @noindent
1628 using this extension.  You cannot use @code{@w{__VA_ARGS__}} and this
1629 extension in the same macro.
1631 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1632 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1634 @example
1635 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1636 @end example
1638 @noindent
1639 This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
1640 flexible: you must now supply at least one argument after the format
1641 string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
1642 argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
1643 variable argument empty, you will get a syntax error, because
1644 there will be an extra comma after the format string.
1646 @example
1647 eprintf("success!\n", );
1648      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1649 @end example
1651 GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
1652 you are allowed to leave the variable argument out entirely:
1654 @example
1655 eprintf ("success!\n")
1656      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1657 @end example
1659 @noindent
1660 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1661 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1663 @example
1664 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1665 @end example
1667 @noindent
1668 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1669 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1670 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1671 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1673 @example
1674 eprintf ("success!\n")
1675      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1676 @end example
1678 @noindent
1679 The above explanation is ambiguous about the case where the only macro
1680 parameter is a variable arguments parameter, as it is meaningless to
1681 try to distinguish whether no argument at all is an empty argument or
1682 a missing argument.  In this case the C99 standard is clear that the
1683 comma must remain, however the existing GCC extension used to swallow
1684 the comma.  So CPP retains the comma when conforming to a specific C
1685 standard, and drops it otherwise.
1687 C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1688 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1689 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1690 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1691 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1692 purpose.
1694 Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
1695 for a long time, but only with a named variable argument
1696 (@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
1697 concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
1698 only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
1699 with portability to other conforming implementations of C99, you should
1700 use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
1702 Previous versions of CPP implemented the comma-deletion extension
1703 much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
1704 the differences from C99.  To get the same effect with both this and
1705 previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
1706 be a comma, and there must be white space between that comma and
1707 whatever comes immediately before it:
1709 @example
1710 #define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
1711 @end example
1713 @noindent
1714 @xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
1716 @node Predefined Macros
1717 @section Predefined Macros
1719 @cindex predefined macros
1720 Several object-like macros are predefined; you use them without
1721 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1722 common, and system-specific.
1724 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1725 predefined macros, but you cannot undefine them.
1727 @menu
1728 * Standard Predefined Macros::
1729 * Common Predefined Macros::
1730 * System-specific Predefined Macros::
1731 * C++ Named Operators::
1732 @end menu
1734 @node Standard Predefined Macros
1735 @subsection Standard Predefined Macros
1736 @cindex standard predefined macros.
1738 The standard predefined macros are specified by the C and/or C++
1739 language standards, so they are available with all compilers that
1740 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1741 them.  Their names all start with double underscores.
1743 @table @code
1744 @item __FILE__
1745 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1746 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1747 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1748 input file name argument.  For example,
1749 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1750 macro.
1752 @item __LINE__
1753 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1754 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1755 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1756 new line of source code.
1757 @end table
1759 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1760 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1761 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1762 example,
1764 @example
1765 fprintf (stderr, "Internal error: "
1766                  "negative string length "
1767                  "%d at %s, line %d.",
1768          length, __FILE__, __LINE__);
1769 @end example
1771 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1772 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1773 that file, when processing resumes on the input file that contained
1774 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1775 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1776 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1777 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1779 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1780 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1782 C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1783 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1784 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1785 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1786 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1787 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1789 @table @code
1791 @item __DATE__
1792 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1793 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1794 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1795 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1797 If GCC cannot determine the current date, it will emit a warning message
1798 (once per compilation) and @code{__DATE__} will expand to
1799 @code{@w{"??? ?? ????"}}.
1801 @item __TIME__
1802 This macro expands to a string constant that describes the time at
1803 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1804 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1806 If GCC cannot determine the current time, it will emit a warning message
1807 (once per compilation) and @code{__TIME__} will expand to
1808 @code{"??:??:??"}.
1810 @item __STDC__
1811 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1812 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1813 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1814 preprocessor always conforms to the standard unless the
1815 @option{-traditional-cpp} option is used.
1817 This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is used.
1819 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1820 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1821 conformance to the C Standard.  CPP follows the host convention when
1822 processing system header files, but when processing user files
1823 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1824 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1825 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  @xref{Invocation}.
1827 @item __STDC_VERSION__
1828 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1829 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1830 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1831 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1832 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1833 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1835 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1836 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1837 the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
1838 not yet complete.
1840 This macro is not defined if the @option{-traditional-cpp} option is
1841 used, nor when compiling C++ or Objective-C@.
1843 @item __STDC_HOSTED__
1844 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1845 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1846 facilities of the standard C library available.
1848 @item __cplusplus
1849 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1850 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1851 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1852 that it expands to a version number.  A fully conforming implementation
1853 of the 1998 C++ standard will define this macro to @code{199711L}.  The
1854 GNU C++ compiler is not yet fully conforming, so it uses @code{1}
1855 instead.  We hope to complete our implementation in the near future.
1857 @end table
1859 @node Common Predefined Macros
1860 @subsection Common Predefined Macros
1861 @cindex common predefined macros
1863 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1864 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1865 which you are using GNU C@.  Their names all start with double
1866 underscores.
1868 @table @code
1870 @item __GNUC__
1871 @itemx __GNUC_MINOR__
1872 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1873 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1874 preprocessor: C, C++, and Objective-C@.  Their values are the major
1875 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1876 constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
1877 @code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  They
1878 are defined only when the entire compiler is in use; if you invoke the
1879 preprocessor directly, they are not defined.
1881 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
1882 widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
1883 themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
1885 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1886 by GCC, you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1887 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1888 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1889 each time the major version is increased (which happens rarely), the
1890 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1891 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1892 like this:
1894 @example
1895 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1896 #if __GNUC__ > 3 || \
1897     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1898                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1899                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1900 @end example
1902 @noindent
1903 Another approach is to use the predefined macros to
1904 calculate a single number, then compare that against a threshold:
1906 @example
1907 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
1908                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
1909                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
1910 @dots{}
1911 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1912 #if GCC_VERSION > 30200
1913 @end example
1915 @noindent
1916 Many people find this form easier to understand.
1918 @item __OBJC__
1919 This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
1920 use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
1921 by a C compiler or a Objective-C compiler.
1923 @item __GNUG__
1924 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
1925 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
1927 @item __STRICT_ANSI__
1928 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
1929 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C,
1930 was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
1931 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
1932 restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
1933 standard.
1935 @item __BASE_FILE__
1936 This macro expands to the name of the main input file, in the form
1937 of a C string constant.  This is the source file that was specified
1938 on the command line of the preprocessor or C compiler.
1940 @item __INCLUDE_LEVEL__
1941 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
1942 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
1943 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
1944 end of every included file.  It starts out at 0, it's value within the
1945 base file specified on the command line.
1947 @item __VERSION__
1948 This macro expands to a string constant which describes the version of
1949 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
1950 particular form, but it can be counted on to contain at least the
1951 release number.
1953 @item __OPTIMIZE__
1954 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
1955 @itemx __NO_INLINE__
1956 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
1957 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
1958 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
1959 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
1960 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
1961 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
1963 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
1964 definitions, using macros or inline functions, of system library
1965 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
1966 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
1967 are defined.  If they are defined, their value is 1.
1969 @item __CHAR_UNSIGNED__
1970 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
1971 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
1972 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
1973 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
1975 @item __WCHAR_UNSIGNED__
1976 Like @code{__CHAR_UNSIGNED__}, this macro is defined if and only if the
1977 data type @code{wchar_t} is unsigned and the front-end is in C++ mode.
1979 @item __REGISTER_PREFIX__
1980 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
1981 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
1982 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
1983 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
1984 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
1985 to a single @samp{%}.
1987 @item __USER_LABEL_PREFIX__
1988 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
1989 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
1990 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
1991 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
1993 This macro will have the correct definition even if
1994 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
1995 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
1996 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
1998 @item __SIZE_TYPE__
1999 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
2000 @itemx __WCHAR_TYPE__
2001 @itemx __WINT_TYPE__
2002 These macros are defined to the correct underlying types for the
2003 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, and @code{wint_t}
2004 typedefs, respectively.  They exist to make the standard header files
2005 @file{stddef.h} and @file{wchar.h} work correctly.  You should not use
2006 these macros directly; instead, include the appropriate headers and use
2007 the typedefs.
2009 @item __CHAR_BIT__
2010 @itemx __WCHAR_BIT__
2011 @itemx __SHRT_BIT__
2012 @itemx __INT_BIT__
2013 @itemx __LONG_BIT__
2014 @itemx __LONG_LONG_BIT__
2015 @itemx __FLOAT_BIT__
2016 @itemx __DOUBLE_BIT__
2017 @itemx __LONG_DOUBLE_BIT__
2018 These macros are defined to the number of bits used in the
2019 representation of the data types @code{char}, @code{wchar_t},
2020 @code{short}, @code{int}, @code{long}, @code{long long}, @code{float},
2021 @code{double} and @code{long double}.  They exist to make the standard
2022 header given numerical limits work correctly.  You should not use
2023 these macros directly; instead, include the appropriate headers.
2025 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
2026 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
2027 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
2028 handling.
2030 @item __NEXT_RUNTIME__
2031 This macro is defined, with value 1, when the NeXT runtime
2032 (as in @option{-fnext-runtime}) is in use for Objective-C.
2034 @item __TARGET_BITS_ORDER__
2035 This macro describes the target's bits order in a byte.  Its value is
2036 @code{__GCC_LITTLE_ENDIAN__} or @code{__GCC_BIG_ENDIAN__}.
2038 @item __TARGET_BYTES_ORDER__
2039 This macro is defined with value @code{__GCC_LITTLE_ENDIAN__} or
2040 @code{__GCC_BIG_ENDIAN__} if the target's bytes order within a word
2041 is little-endian or big-endian, respectively.
2043 @item __TARGET_INT_WORDS_ORDER__
2044 This macro is defined with value @code{__GCC_LITTLE_ENDIAN__} or
2045 @code{__GCC_BIG_ENDIAN__} if the target's words order within a
2046 multi-word integer datum is little-endian or big-endian, respectively.
2048 @item __TARGET_FLOAT_WORDS_ORDER__
2049 This macro is defined with value @code{__GCC_LITTLE_ENDIAN__} or
2050 @code{__GCC_BIG_ENDIAN__} if the target's words order within a
2051 multi-word floating-point datum is little-endian or big-endian, respectively.
2053 @item __TARGET_FLOAT_FORMAT__
2054 This macro is defined to describe the floating-point format used by the
2055 target.  It has value in the set comprised of:
2056 @code{__UNKNOWN_FORMAT__}, @code{__IEEE_FORMAT__},
2057 @code{__IBM_FORMAT__}, @code{__C4X_FORMAT__} and @code{__VAX_FORMAT__}.
2059 @item __TARGET_USES_VAX_F_FLOAT__
2060 This macro is defined with value 1 if the target uses the VAX F-format
2061 for the single precision floating-point data type; else if has value 0.
2063 @item __TARGET_USES_VAX_D_FLOAT__
2064 @item __TARGET_USES_VAX_G_FLOAT__
2065 These macros are always defined, with values 0 or 1.  If
2066 @code{__TARGET_FLOAT_FORMAT__} is @code{__VAX_FORMAT__} then they have
2067 mutually exclusive values; else both have value 0.  Non-zero
2068 @code{__TARGET_USES_VAX_D_FLOAT__} means the target uses the VAX
2069 D-format for the double precision floating-point data type; non-zero
2070 @code{__TARGET_USES_VAX_G_FLOAT__} means the VAX G-format is used.
2072 @item __TARGET_USES_VAX_H_FLOAT__
2073 When non-zero, the target uses the VAX H-format for the extended
2074 precision floating-point data type.
2075 @end table
2077 @node System-specific Predefined Macros
2078 @subsection System-specific Predefined Macros
2080 @cindex system-specific predefined macros
2081 @cindex predefined macros, system-specific
2082 @cindex reserved namespace
2084 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
2085 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
2086 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
2087 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
2088 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
2089 predefined macros expand to the constant 1, so you can test them with
2090 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
2092 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
2093 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
2094 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
2095 library to use as they wish.  However, historically system-specific
2096 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2097 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2098 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2099 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2100 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2101 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2103 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2104 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2105 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2106 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2107 defined.
2109 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2110 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2111 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2112 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2113 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2114 check specifically for features you need, using a tool such as
2115 @command{autoconf}.
2117 @node C++ Named Operators
2118 @subsection C++ Named Operators
2119 @cindex named operators
2120 @cindex C++ named operators
2121 @cindex iso646.h
2123 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2124 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2125 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2126 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2127 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2128 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2129 macro expanding to the appropriate punctuator.
2131 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2133 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2134 @item Named Operator @tab Punctuator
2135 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2136 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2137 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2138 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2139 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2140 @item @code{not}    @tab @code{!}
2141 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2142 @item @code{or}     @tab @code{||}
2143 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2144 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2145 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2146 @end multitable
2148 @node Undefining and Redefining Macros
2149 @section Undefining and Redefining Macros
2150 @cindex undefining macros
2151 @cindex redefining macros
2152 @findex #undef
2154 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2155 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2156 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2157 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2158 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2159 macro.
2161 @example
2162 #define FOO 4
2163 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2164 #undef FOO
2165 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2166 @end example
2168 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2169 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2170 need not have any resemblance to the old definition.
2172 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2173 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2174 Two macro definitions are effectively the same if:
2175 @itemize @bullet
2176 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2177 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2178 @item If there are any parameters, they are the same.
2179 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2180 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2181 count as whitespace.
2182 @end itemize
2184 @noindent
2185 These definitions are effectively the same:
2186 @example
2187 #define FOUR (2 + 2)
2188 #define FOUR         (2    +    2)
2189 #define FOUR (2 /* two */ + 2)
2190 @end example
2191 @noindent
2192 but these are not:
2193 @example
2194 #define FOUR (2 + 2)
2195 #define FOUR ( 2+2 )
2196 #define FOUR (2 * 2)
2197 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2198 @end example
2200 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2201 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2202 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2203 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2204 instance, two different headers to define a common macro.  The
2205 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2207 @node Directives Within Macro Arguments
2208 @section Directives Within Macro Arguments
2209 @cindex macro arguments and directives
2211 Occasionally it is convenient to use preprocessor directives within
2212 the arguments of a macro.  The C and C++ standards declare that
2213 behavior in these cases is undefined.
2215 Versions of CPP prior to 3.2 would reject such constructs with an
2216 error message.  This was the only syntactic difference between normal
2217 functions and function-like macros, so it seemed attractive to remove
2218 this limitation, and people would often be surprised that they could
2219 not use macros in this way.  Moreover, sometimes people would use
2220 conditional compilation in the argument list to a normal library
2221 function like @samp{printf}, only to find that after a library upgrade
2222 @samp{printf} had changed to be a function-like macro, and their code
2223 would no longer compile.  So from version 3.2 we changed CPP to
2224 successfully process arbitrary directives within macro arguments in
2225 exactly the same way as it would have processed the directive were the
2226 function-like macro invocation not present.
2228 If, within a macro invocation, that macro is redefined, then the new
2229 definition takes effect in time for argument pre-expansion, but the
2230 original definition is still used for argument replacement.  Here is a
2231 pathological example:
2233 @smallexample
2234 #define f(x) x x
2235 f (1
2236 #undef f
2237 #define f 2
2239 @end smallexample
2241 @noindent
2242 which expands to
2244 @smallexample
2245 1 2 1 2
2246 @end smallexample
2248 @noindent
2249 with the semantics described above.
2251 @node Macro Pitfalls
2252 @section Macro Pitfalls
2253 @cindex problems with macros
2254 @cindex pitfalls of macros
2256 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2257 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2258 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2260 @menu
2261 * Misnesting::
2262 * Operator Precedence Problems::
2263 * Swallowing the Semicolon::
2264 * Duplication of Side Effects::
2265 * Self-Referential Macros::
2266 * Argument Prescan::
2267 * Newlines in Arguments::
2268 @end menu
2270 @node Misnesting
2271 @subsection Misnesting
2273 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2274 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2275 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2276 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2277 arguments.  For example,
2279 @example
2280 #define twice(x) (2*(x))
2281 #define call_with_1(x) x(1)
2282 call_with_1 (twice)
2283      @expansion{} twice(1)
2284      @expansion{} (2*(1))
2285 @end example
2287 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2288 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2289 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2290 For example,
2292 @example
2293 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2294 @dots{}
2295 strange(stderr) p, 35)
2296      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2297 @end example
2299 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2300 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2301 should be avoided.
2303 @node Operator Precedence Problems
2304 @subsection Operator Precedence Problems
2305 @cindex parentheses in macro bodies
2307 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2308 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2309 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2310 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2311 way.
2313 Suppose you define a macro as follows,
2315 @example
2316 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2317 @end example
2319 @noindent
2320 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2321 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2322 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2324 @example
2325 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2326      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2327 @end example
2329 @noindent
2330 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2331 C make it equivalent to this:
2333 @example
2334 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2335 @end example
2337 @noindent
2338 What we want is this:
2340 @example
2341 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2342 @end example
2344 @noindent
2345 Defining the macro as
2347 @example
2348 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2349 @end example
2351 @noindent
2352 provides the desired result.
2354 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2355 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2356 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2357 means something very different.  Here is what it expands to:
2359 @example
2360 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2361 @end example
2363 @noindent
2364 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2365 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2366 was intended to be inside.
2368 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2369 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2371 @example
2372 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2373 @end example
2375 @node Swallowing the Semicolon
2376 @subsection Swallowing the Semicolon
2377 @cindex semicolons (after macro calls)
2379 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2380 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2381 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2382 characters:
2384 @example
2385 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2386 @{ char *lim = (limit);         \
2387   while (p < lim) @{            \
2388     if (*p++ != ' ') @{         \
2389       p--; break; @}@}@}
2390 @end example
2392 @noindent
2393 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2394 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2395 be laid out if not part of a macro definition.
2397 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2398 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2399 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2400 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2401 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2402 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2404 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2405 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2407 @example
2408 if (*p != 0)
2409   SKIP_SPACES (p, lim);
2410 else @dots{}
2411 @end example
2413 @noindent
2414 The presence of two statements---the compound statement and a null
2415 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2416 makes invalid C code.
2418 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2419 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2421 @example
2422 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2423 do @{ char *lim = (limit);         \
2424      while (p < lim) @{            \
2425        if (*p++ != ' ') @{         \
2426          p--; break; @}@}@}          \
2427 while (0)
2428 @end example
2430 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2432 @example
2433 do @{@dots{}@} while (0);
2434 @end example
2436 @noindent
2437 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2438 generate no extra code for it.
2440 @node Duplication of Side Effects
2441 @subsection Duplication of Side Effects
2443 @cindex side effects (in macro arguments)
2444 @cindex unsafe macros
2445 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2447 @example
2448 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2449 @end example
2451 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2452 as shown here,
2454 @example
2455 next = min (x + y, foo (z));
2456 @end example
2458 @noindent
2459 it expands as follows:
2461 @example
2462 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2463 @end example
2465 @noindent
2466 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2467 for @code{Y}.
2469 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2470 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2471 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2472 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2473 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2474 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2476 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2477 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2478 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2479 follows:
2481 @example
2482 #define min(X, Y)                \
2483 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2484    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2485    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2486 @end example
2488 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2489 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2490 This permits us to define local variables and assign each argument to
2491 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2492 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2493 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2495 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2496 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2497 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2498 that variable in @code{min}:
2500 @example
2501 @group
2502 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2503 @dots{}
2505   int tem = foo (z);
2506   next = min (x + y, tem);
2508 @end group
2509 @end example
2511 @noindent
2512 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2514 @node Self-Referential Macros
2515 @subsection Self-Referential Macros
2516 @cindex self-reference
2518 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2519 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2520 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2521 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2522 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2523 the preprocessor output unchanged.  Let's consider an example:
2525 @example
2526 #define foo (4 + foo)
2527 @end example
2529 @noindent
2530 where @code{foo} is also a variable in your program.
2532 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2533 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2534 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2536 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2537 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2538 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2539 wherever @code{foo} is referred to.
2541 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2542 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2543 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2544 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2545 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2547 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2548 expands to itself.  If you write
2550 @example
2551 #define EPERM EPERM
2552 @end example
2554 @noindent
2555 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2556 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2557 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2558 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2559 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2561 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2562 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2563 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2564 either.  Thus, if we have
2566 @example
2567 #define x (4 + y)
2568 #define y (2 * x)
2569 @end example
2571 @noindent
2572 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2574 @example
2575 @group
2576 x    @expansion{} (4 + y)
2577      @expansion{} (4 + (2 * x))
2579 y    @expansion{} (2 * x)
2580      @expansion{} (2 * (4 + y))
2581 @end group
2582 @end example
2584 @noindent
2585 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2586 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2588 @node Argument Prescan
2589 @subsection Argument Prescan
2590 @cindex expansion of arguments
2591 @cindex macro argument expansion
2592 @cindex prescan of macro arguments
2594 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
2595 substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
2596 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
2597 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
2598 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
2599 macro calls in them.
2601 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
2602 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
2603 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
2604 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
2605 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
2606 same results.
2608 You might expect the double scan to change the results when a
2609 self-referential macro is used in an argument of another macro
2610 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
2611 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
2612 However, this is not what happens.  The self-references that do not
2613 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
2614 second scan either.
2616 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
2617 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
2618 that the prescan does make a difference in three special cases:
2620 @itemize @bullet
2621 @item
2622 Nested calls to a macro.
2624 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
2625 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
2626 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
2627 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
2628 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
2629 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
2630 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
2631 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
2632 be expanded.
2634 @item
2635 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
2637 If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
2638 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
2639 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
2640 another macro that does the stringification or concatenation.  For
2641 instance, if you have
2643 @example
2644 #define AFTERX(x) X_ ## x
2645 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
2646 #define TABLESIZE 1024
2647 #define BUFSIZE TABLESIZE
2648 @end example
2650 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
2651 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
2652 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
2654 @item
2655 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
2657 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
2658 wrong number of arguments.  Here is an example:
2660 @example
2661 #define foo  a,b
2662 #define bar(x) lose(x)
2663 #define lose(x) (1 + (x))
2664 @end example
2666 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
2667 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
2668 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2669 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2670 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2671 arithmetic operations:
2673 @example
2674 #define foo (a,b)
2675 @exdent or
2676 #define bar(x) lose((x))
2677 @end example
2679 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
2680 definition from being interpreted as an argument separator.
2682 @end itemize
2684 @node Newlines in Arguments
2685 @subsection Newlines in Arguments
2686 @cindex newlines in macro arguments
2688 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
2689 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
2690 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
2691 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
2692 different to the line containing the argument causing the problem.
2694 Here is an example illustrating this:
2696 @example
2697 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
2699 ignore_second_arg (foo (),
2700                    ignored (),
2701                    syntax error);
2702 @end example
2704 @noindent
2705 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
2706 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
2707 even though the problematic code comes from line five.
2709 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
2711 @node Conditionals
2712 @chapter Conditionals
2713 @cindex conditionals
2715 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
2716 select whether or not to include a chunk of code in the final token
2717 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
2718 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
2719 simultaneously using the special @code{defined} operator.
2721 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
2722 statement in C, but it is important to understand the difference between
2723 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
2724 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
2725 behave differently from run to run, depending on the data it is
2726 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
2727 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
2728 code to be included in the program depending on the situation at the
2729 time of compilation.
2731 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
2732 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
2733 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
2734 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
2735 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
2736 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
2737 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
2738 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
2739 remains syntactically valid when it is not to be used.
2741 GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
2742 not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
2744 @menu
2745 * Conditional Uses::
2746 * Conditional Syntax::
2747 * Deleted Code::
2748 @end menu
2750 @node Conditional Uses
2751 @section Conditional Uses
2753 There are three general reasons to use a conditional.
2755 @itemize @bullet
2756 @item
2757 A program may need to use different code depending on the machine or
2758 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
2759 operating system may be erroneous on another operating system; for
2760 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
2761 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
2762 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
2763 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
2764 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
2766 @item
2767 You may want to be able to compile the same source file into two
2768 different programs.  One version might make frequent time-consuming
2769 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
2770 those data for debugging, and the other not.
2772 @item
2773 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
2774 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
2775 @end itemize
2777 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
2778 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
2779 conditionals.
2781 @node Conditional Syntax
2782 @section Conditional Syntax
2784 @findex #if
2785 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
2786 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
2788 @menu
2789 * Ifdef::
2790 * If::
2791 * Defined::
2792 * Else::
2793 * Elif::
2794 @end menu
2796 @node Ifdef
2797 @subsection Ifdef
2798 @findex #ifdef
2799 @findex #endif
2801 The simplest sort of conditional is
2803 @example
2804 @group
2805 #ifdef @var{MACRO}
2807 @var{controlled text}
2809 #endif /* @var{MACRO} */
2810 @end group
2811 @end example
2813 @cindex conditional group
2814 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
2815 will be included in the output of the preprocessor if and only if
2816 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
2817 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
2819 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2820 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
2821 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
2822 groups, but they must be completely nested.  In other words,
2823 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
2824 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
2825 group in one file and end it in another.
2827 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
2828 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
2829 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
2830 that all comments and string literals inside a failing conditional group
2831 must still be properly ended.
2833 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
2834 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
2835 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
2836 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
2837 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
2838 according to the C standard.  CPP accepts it with a warning.  It
2839 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
2841 @findex #ifndef
2842 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
2843 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
2844 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
2845 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
2847 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2848 Here are some samples.
2850 @itemize @bullet
2851 @item
2852 Some macros are predefined on each kind of machine
2853 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
2854 code specially tuned for a particular machine.
2856 @item
2857 System header files define more macros, associated with the features
2858 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
2859 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2861 @item
2862 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
2863 command line options when you compile the program.  You can arrange to
2864 compile the same source file into two different programs by choosing a
2865 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
2866 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
2867 state of the macro with command line options, perhaps set in the
2868 Makefile.  @xref{Invocation}.
2870 @item
2871 Your program might have a special header file (often called
2872 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
2873 define or not define macros depending on the features of the system and
2874 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
2875 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
2876 @end itemize
2878 @node If
2879 @subsection If
2881 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
2882 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
2884 @example
2885 @group
2886 #if @var{expression}
2888 @var{controlled text}
2890 #endif /* @var{expression} */
2891 @end group
2892 @end example
2894 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
2895 restrictions.  It may contain
2897 @itemize @bullet
2898 @item
2899 Integer constants.
2901 @item
2902 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
2903 code.
2905 @item
2906 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
2907 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
2908 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
2909 short-circuiting rules of standard C@.
2911 @item
2912 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
2913 computation of the expression's value begins.
2915 @item
2916 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
2917 are defined in the middle of an @samp{#if}.
2919 @item
2920 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
2921 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
2922 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
2923 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
2924 function call parentheses are also treated as zero.
2926 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
2927 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
2928 not a macro in an @samp{#if}.
2929 @end itemize
2931 The preprocessor does not know anything about types in the language.
2932 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
2933 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
2934 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
2935 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
2937 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
2938 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
2939 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
2940 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
2941 expression, and may give different results in some cases.  If the value
2942 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
2943 text} is included; otherwise it is skipped.
2945 If @var{expression} is not correctly formed, GCC issues an error and
2946 treats the conditional as having failed.
2948 @node Defined
2949 @subsection Defined
2951 @cindex @code{defined}
2952 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
2953 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
2954 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
2955 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
2956 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
2957 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
2959 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
2960 existence at once.  For example,
2962 @example
2963 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
2964 @end example
2966 @noindent
2967 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
2968 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
2970 Conditionals written like this:
2972 @example
2973 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
2974 @end example
2976 @noindent
2977 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
2978 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
2979 the value zero.
2981 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
2982 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
2983 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
2984 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
2985 @option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
2987 @node Else
2988 @subsection Else
2990 @findex #else
2991 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2992 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
2993 looks like:
2995 @example
2996 @group
2997 #if @var{expression}
2998 @var{text-if-true}
2999 #else /* Not @var{expression} */
3000 @var{text-if-false}
3001 #endif /* Not @var{expression} */
3002 @end group
3003 @end example
3005 @noindent
3006 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
3007 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
3008 opposite happens.
3010 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
3012 @node Elif
3013 @subsection Elif
3015 @findex #elif
3016 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
3017 possible alternatives.  For example, you might have
3019 @example
3020 #if X == 1
3021 @dots{}
3022 #else /* X != 1 */
3023 #if X == 2
3024 @dots{}
3025 #else /* X != 2 */
3026 @dots{}
3027 #endif /* X != 2 */
3028 #endif /* X != 1 */
3029 @end example
3031 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
3032 abbreviated as follows:
3034 @example
3035 #if X == 1
3036 @dots{}
3037 #elif X == 2
3038 @dots{}
3039 #else /* X != 2 and X != 1*/
3040 @dots{}
3041 #endif /* X != 2 and X != 1*/
3042 @end example
3044 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
3045 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
3046 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
3047 directive includes an expression to be tested.  The text following the
3048 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
3049 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
3051 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
3052 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
3053 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
3054 @samp{#elif} directives within it have failed.
3056 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
3057 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
3059 @node Deleted Code
3060 @section Deleted Code
3061 @cindex commenting out code
3063 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
3064 code around for future reference, you often cannot simply comment it
3065 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
3066 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
3067 syntax errors.
3069 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
3070 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
3071 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
3072 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
3073 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
3075 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
3076 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
3077 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
3079 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
3080 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
3081 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
3082 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
3083 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
3084 @samp{/*}.
3086 @node Diagnostics
3087 @chapter Diagnostics
3088 @cindex diagnostic
3089 @cindex reporting errors
3090 @cindex reporting warnings
3092 @findex #error
3093 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
3094 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
3095 are used as the error message.
3097 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
3098 combination of parameters which you know the program does not properly
3099 support.  For example, if you know that the program will not run
3100 properly on a VAX, you might write
3102 @example
3103 @group
3104 #ifdef __vax__
3105 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
3106 #endif
3107 @end group
3108 @end example
3110 If you have several configuration parameters that must be set up by
3111 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
3112 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
3114 @example
3115 #if !defined(UNALIGNED_INT_ASM_OP) && defined(DWARF2_DEBUGGING_INFO)
3116 #error "DWARF2_DEBUGGING_INFO requires UNALIGNED_INT_ASM_OP."
3117 #endif
3118 @end example
3120 @findex #warning
3121 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
3122 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
3123 following @samp{#warning} are used as the warning message.
3125 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
3126 directing the user to the header file which should be used instead.
3128 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
3129 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
3130 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
3131 argument of these directives be a single string constant; this avoids
3132 problems with apostrophes and the like.
3134 @node Line Control
3135 @chapter Line Control
3136 @cindex line control
3138 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3139 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3140 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3141 reported as having appeared on the line of the source file where the
3142 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3144 If you write a program which generates source code, such as the
3145 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3146 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3147 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3148 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3149 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3150 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3152 @findex #line
3153 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3154 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3155 directive that specifies the original line number and source file name
3156 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3157 @samp{#line} has three variants:
3159 @table @code
3160 @item #line @var{linenum}
3161 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3162 the line number which should be reported for the following line of
3163 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3165 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3166 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3167 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3168 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3169 file it specifies, until something else happens to change that.
3170 @var{filename} is interpreted according to the normal rules for a string
3171 constant: backslash escapes are interpreted.  This is different from
3172 @samp{#include}.
3174 Previous versions of CPP did not interpret escapes in @samp{#line};
3175 we have changed it because the standard requires they be interpreted,
3176 and most other compilers do.
3178 @item #line @var{anything else}
3179 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3180 The result should match one of the above two forms.
3181 @end table
3183 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3184 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3185 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3186 idea of the directory containing the current file.  This is a change
3187 from GCC 2.95.  Previously, a file reading
3189 @smallexample
3190 #line 1 "../src/gram.y"
3191 #include "gram.h"
3192 @end smallexample
3194 would search for @file{gram.h} in @file{../src}, then the @option{-I}
3195 chain; the directory containing the physical source file would not be
3196 searched.  In GCC 3.0 and later, the @samp{#include} is not affected by
3197 the presence of a @samp{#line} referring to a different directory.
3199 We made this change because the old behavior caused problems when
3200 generated source files were transported between machines.  For instance,
3201 it is common practice to ship generated parsers with a source release,
3202 so that people building the distribution do not need to have yacc or
3203 Bison installed.  These files frequently have @samp{#line} directives
3204 referring to the directory tree of the system where the distribution was
3205 created.  If GCC tries to search for headers in those directories, the
3206 build is likely to fail.
3208 The new behavior can cause failures too, if the generated file is not
3209 in the same directory as its source and it attempts to include a header
3210 which would be visible searching from the directory containing the
3211 source file.  However, this problem is easily solved with an additional
3212 @option{-I} switch on the command line.  The failures caused by the old
3213 semantics could sometimes be corrected only by editing the generated
3214 files, which is difficult and error-prone.
3216 @node Pragmas
3217 @chapter Pragmas
3219 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3220 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3221 conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
3222 (commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
3223 A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
3225 GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
3226 language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
3227 does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
3228 entire translation unit or source file.
3230 In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
3231 @code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
3232 pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
3233 recognized by previous versions are still recognized without the
3234 @code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
3235 deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
3236 @code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
3238 @cindex @code{_Pragma}
3239 C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3240 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3241 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3242 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3243 in a macro.
3245 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3246 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3247 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3248 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3249 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3250 @samp{#pragma} directive.  For example,
3252 @example
3253 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3254 @end example
3256 @noindent
3257 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3258 same effect could be achieved using macros, for example
3260 @example
3261 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3262 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3263 @end example
3265 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3266 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3267 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3268 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3269 its own.
3271 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3272 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3273 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3275 @ftable @code
3276 @item #pragma GCC dependency
3277 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3278 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3279 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3280 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3281 other file is searched for using the normal include search path.
3282 Optional trailing text can be used to give more information in the
3283 warning message.
3285 @example
3286 #pragma GCC dependency "parse.y"
3287 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3288 @end example
3290 @item #pragma GCC poison
3291 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3292 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3293 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3294 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3295 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3296 after the directive, it is a hard error.  For example,
3298 @example
3299 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3300 sprintf(some_string, "hello");
3301 @end example
3303 @noindent
3304 will produce an error.
3306 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3307 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3308 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3309 about system headers defining macros that use it.
3311 For example,
3313 @example
3314 #define strrchr rindex
3315 #pragma GCC poison rindex
3316 strrchr(some_string, 'h');
3317 @end example
3319 @noindent
3320 will not produce an error.
3322 @item #pragma GCC system_header
3323 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3324 current file to be treated as if it came from a system header.
3325 @xref{System Headers}.
3327 @end ftable
3329 @node Other Directives
3330 @chapter Other Directives
3332 @findex #ident
3333 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
3334 some systems, that string constant is copied into a special segment of
3335 the object file.  On other systems, the directive is ignored.
3337 This directive is not part of the C standard, but it is not an official
3338 GNU extension either.  We believe it came from System V@.
3340 @findex #sccs
3341 The @samp{#sccs} directive is recognized, because it appears in the
3342 header files of some systems.  It is a very old, obscure, extension
3343 which we did not invent, and we have been unable to find any
3344 documentation of what it should do, so GCC simply ignores it.
3346 @cindex null directive
3347 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
3348 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
3349 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
3350 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
3351 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
3352 produce no output, rather than a line of output containing just a
3353 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
3355 @node Preprocessor Output
3356 @chapter Preprocessor Output
3358 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
3359 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
3360 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
3361 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
3362 textual output.
3363 @c FIXME: Document the library interface.
3365 @cindex output format
3366 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
3367 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
3368 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
3369 discarded.
3371 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
3372 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
3373 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
3374 to become a single space, with the exception that the first token on a
3375 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
3376 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
3377 original source file.  This is so the output is easy to read.
3378 @xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
3379 whitespace where there was none in the original source, except where
3380 necessary to prevent an accidental token paste.
3382 @cindex linemarkers
3383 Source file name and line number information is conveyed by lines
3384 of the form
3386 @example
3387 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
3388 @end example
3390 @noindent
3391 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
3392 the output (but never within a string or character constant).  They mean
3393 that the following line originated in file @var{filename} at line
3394 @var{linenum}.  @var{filename} will never contain any non-printing
3395 characters; they are replaced with octal escape sequences.
3397 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
3398 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
3399 separate them.  Here is what the flags mean:
3401 @table @samp
3402 @item 1
3403 This indicates the start of a new file.
3404 @item 2
3405 This indicates returning to a file (after having included another file).
3406 @item 3
3407 This indicates that the following text comes from a system header file,
3408 so certain warnings should be suppressed.
3409 @item 4
3410 This indicates that the following text should be treated as being
3411 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
3412 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
3413 @end table
3415 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
3416 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
3417 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
3418 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
3419 multiple flags are given, they must be in ascending order.
3421 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
3422 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
3423 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
3424 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
3425 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
3426 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
3427 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
3428 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
3429 the directive name.
3431 @node Traditional Mode
3432 @chapter Traditional Mode
3434 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
3435 the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
3436 @option{-traditional-cpp} option, it attempts to emulate a traditional
3437 preprocessor.
3439 GCC versions 3.2 and later only support traditional mode semantics in
3440 the preprocessor, and not in the compiler front ends.  This chapter
3441 outlines the traditional preprocessor semantics we implemented.
3443 The implementation does not correspond precisely to the behavior of
3444 earlier versions of GCC, nor to any true traditional preprocessor.
3445 After all, inconsistencies among traditional implementations were a
3446 major motivation for C standardization.  However, we intend that it
3447 should be compatible with true traditional preprocessors in all ways
3448 that actually matter.
3450 @menu
3451 * Traditional lexical analysis::
3452 * Traditional macros::
3453 * Traditional miscellany::
3454 * Traditional warnings::
3455 @end menu
3457 @node Traditional lexical analysis
3458 @section Traditional lexical analysis
3460 The traditional preprocessor does not decompose its input into tokens
3461 the same way a standards-conforming preprocessor does.  The input is
3462 simply treated as a stream of text with minimal internal form.
3464 This implementation does not treat trigraphs (@pxref{trigraphs})
3465 specially since they were an invention of the standards committee.  It
3466 handles arbitrarily-positioned escaped newlines properly and splices
3467 the lines as you would expect; many traditional preprocessors did not
3468 do this.
3470 The form of horizontal whitespace in the input file is preserved in
3471 the output.  In particular, hard tabs remain hard tabs.  This can be
3472 useful if, for example, you are preprocessing a Makefile.
3474 Traditional CPP only recognizes C-style block comments, and treats the
3475 @samp{/*} sequence as introducing a comment only if it lies outside
3476 quoted text.  Quoted text is introduced by the usual single and double
3477 quotes, and also by an initial @samp{<} in a @code{#include}
3478 directive.
3480 Traditionally, comments are completely removed and are not replaced
3481 with a space.  Since a traditional compiler does its own tokenization
3482 of the output of the preprocessor, this means that comments can
3483 effectively be used as token paste operators.  However, comments
3484 behave like separators for text handled by the preprocessor itself,
3485 since it doesn't re-lex its input.  For example, in
3487 @smallexample
3488 #if foo/**/bar
3489 @end smallexample
3491 @noindent
3492 @samp{foo} and @samp{bar} are distinct identifiers and expanded
3493 separately if they happen to be macros.  In other words, this
3494 directive is equivalent to
3496 @smallexample
3497 #if foo bar
3498 @end smallexample
3500 @noindent
3501 rather than
3503 @smallexample
3504 #if foobar
3505 @end smallexample
3507 Generally speaking, in traditional mode an opening quote need not have
3508 a matching closing quote.  In particular, a macro may be defined with
3509 replacement text that contains an unmatched quote.  Of course, if you
3510 attempt to compile preprocessed output containing an unmatched quote
3511 you will get a syntax error.
3513 However, all preprocessing directives other than @code{#define}
3514 require matching quotes.  For example:
3516 @smallexample
3517 #define m This macro's fine and has an unmatched quote
3518 "/* This is not a comment.  */
3519 /* This is a comment.  The following #include directive
3520    is ill-formed.  */
3521 #include <stdio.h
3522 @end smallexample
3524 Just as for the ISO preprocessor, what would be a closing quote can be
3525 escaped with a backslash to prevent the quoted text from closing.
3527 @node Traditional macros
3528 @section Traditional macros
3530 The major difference between traditional and ISO macros is that the
3531 former expand to text rather than to a token sequence.  CPP removes
3532 all leading and trailing horizontal whitespace from a macro's
3533 replacement text before storing it, but preserves the form of internal
3534 whitespace.
3536 One consequence is that it is legitimate for the replacement text to
3537 contain an unmatched quote (@pxref{Traditional lexical analysis}). An
3538 unclosed string or character constant continues into the text
3539 following the macro call.  Similarly, the text at the end of a macro's
3540 expansion can run together with the text after the macro invocation to
3541 produce a single token.
3543 Normally comments are removed from the replacement text after the
3544 macro is expanded, but if the @option{-CC} option is passed on the
3545 command line comments are preserved.  (In fact, the current
3546 implementation removes comments even before saving the macro
3547 replacement text, but it careful to do it in such a way that the
3548 observed effect is identical even in the function-like macro case.)
3550 The ISO stringification operator @samp{#} and token paste operator
3551 @samp{##} have no special meaning.  As explained later, an effect
3552 similar to these operators can be obtained in a different way.  Macro
3553 names that are embedded in quotes, either from the main file or after
3554 macro replacement, do not expand.
3556 CPP replaces an unquoted object-like macro name with its replacement
3557 text, and then rescans it for further macros to replace.  Unlike
3558 standard macro expansion, traditional macro expansion has no provision
3559 to prevent recursion.  If an object-like macro appears unquoted in its
3560 replacement text, it will be replaced again during the rescan pass,
3561 and so on @emph{ad infinitum}.  GCC detects when it is expanding
3562 recursive macros, emits an error message, and continues after the
3563 offending macro invocation.
3565 @smallexample
3566 #define PLUS +
3567 #define INC(x) PLUS+x
3568 INC(foo);
3569      @expansion{} ++foo;
3570 @end smallexample
3572 Function-like macros are similar in form but quite different in
3573 behavior to their ISO counterparts.  Their arguments are contained
3574 within parentheses, are comma-separated, and can cross physical lines.
3575 Commas within nested parentheses are not treated as argument
3576 separators.  Similarly, a quote in an argument cannot be left
3577 unclosed; a following comma or parenthesis that comes before the
3578 closing quote is treated like any other character.  There is no
3579 facility for handling variadic macros.
3581 This implementation removes all comments from macro arguments, unless
3582 the @option{-C} option is given.  The form of all other horizontal
3583 whitespace in arguments is preserved, including leading and trailing
3584 whitespace.  In particular
3586 @smallexample
3587 f( )
3588 @end smallexample
3590 @noindent
3591 is treated as an invocation of the macro @samp{f} with a single
3592 argument consisting of a single space.  If you want to invoke a
3593 function-like macro that takes no arguments, you must not leave any
3594 whitespace between the parentheses.
3596 If a macro argument crosses a new line, the new line is replaced with
3597 a space when forming the argument.  If the previous line contained an
3598 unterminated quote, the following line inherits the quoted state.
3600 Traditional preprocessors replace parameters in the replacement text
3601 with their arguments regardless of whether the parameters are within
3602 quotes or not.  This provides a way to stringize arguments.  For
3603 example
3605 @smallexample
3606 #define str(x) "x"
3607 str(/* A comment */some text )
3608      @expansion{} "some text "
3609 @end smallexample
3611 @noindent
3612 Note that the comment is removed, but that the trailing space is
3613 preserved.  Here is an example of using a comment to effect token
3614 pasting.
3616 @smallexample
3617 #define suffix(x) foo_/**/x
3618 suffix(bar)
3619      @expansion{} foo_bar
3620 @end smallexample
3622 @node Traditional miscellany
3623 @section Traditional miscellany
3625 Here are some things to be aware of when using the traditional
3626 preprocessor.
3628 @itemize @bullet
3629 @item
3630 Preprocessing directives are recognized only when their leading
3631 @samp{#} appears in the first column.  There can be no whitespace
3632 between the beginning of the line and the @samp{#}, but whitespace can
3633 follow the @samp{#}.
3635 @item
3636 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#error} or
3637 @samp{#pragma}, and may not recognize @samp{#elif}.  CPP supports all
3638 the directives in traditional mode that it supports in ISO mode,
3639 including extensions, with the exception that the effects of
3640 @samp{#pragma GCC poison} are undefined.
3642 @item
3643 __STDC__ is not defined.
3645 @item
3646 If you use digraphs the behaviour is undefined.
3648 @item
3649 If a line that looks like a directive appears within macro arguments,
3650 the behaviour is undefined.
3652 @end itemize
3654 @node Traditional warnings
3655 @section Traditional warnings
3656 You can request warnings about features that did not exist, or worked
3657 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
3658 GCC does not warn about features of ISO C which you must use when you
3659 are using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
3660 operators.
3662 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
3664 @itemize @bullet
3665 @item
3666 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
3667 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
3668 but does not in ISO C@.
3670 @item
3671 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
3672 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
3673 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
3674 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
3675 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
3676 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
3677 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
3678 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
3679 suggests avoiding it altogether.
3681 @item
3682 A function-like macro that appears without an argument list.  In some
3683 traditional preprocessors this was an error.  In ISO C it merely means
3684 that the macro is not expanded.
3686 @item
3687 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
3689 @item
3690 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
3691 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
3692 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
3693 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
3694 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
3695 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
3697 You can usually avoid the warning, and the related warning about
3698 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
3699 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
3700 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
3701 @end itemize
3703 @node Implementation Details
3704 @chapter Implementation Details
3706 Here we document details of how the preprocessor's implementation
3707 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
3708 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
3709 change subtly in future implementations.
3711 Also documented here are obsolete features and changes from previous
3712 versions of CPP@.
3714 @menu
3715 * Implementation-defined behavior::
3716 * Implementation limits::
3717 * Obsolete Features::
3718 * Differences from previous versions::
3719 @end menu
3721 @node Implementation-defined behavior
3722 @section Implementation-defined behavior
3723 @cindex implementation-defined behavior
3725 This is how CPP behaves in all the cases which the C standard
3726 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
3727 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
3728 and stick to it.
3729 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
3731 @itemize @bullet
3732 @need 1000
3733 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
3734 execution character set.
3736 Currently, GNU cpp only supports character sets that are strict supersets
3737 of ASCII, and performs no translation of characters.
3739 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
3741 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
3742 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
3743 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
3744 same column as it did in the original source file.
3746 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
3748 The preprocessor and compiler interpret character constants in the
3749 same way; i.e.@: escape sequences such as @samp{\a} are given the
3750 values they would have on the target machine.
3752 The compiler values a multi-character character constant a character
3753 at a time, shifting the previous value left by the number of bits per
3754 target character, and then or-ing in the bit-pattern of the new
3755 character truncated to the width of a target character.  The final
3756 bit-pattern is given type @code{int}, and is therefore signed,
3757 regardless of whether single characters are signed or not (a slight
3758 change from versions 3.1 and earlier of GCC).  If there are more
3759 characters in the constant than would fit in the target @code{int} the
3760 compiler issues a warning, and the excess leading characters are
3761 ignored.
3763 For example, 'ab' for a target with an 8-bit @code{char} would be
3764 interpreted as @w{(int) ((unsigned char) 'a' * 256 + (unsigned char)
3765 'b')}, and '\234a' as @w{(int) ((unsigned char) '\234' * 256 + (unsigned
3766 char) 'a')}.
3768 @item Source file inclusion.
3770 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
3771 @ref{Include Operation}.
3773 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
3774 @samp{#include} directive.
3776 @xref{Computed Includes}.
3778 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
3779 results in a standard pragma.
3781 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
3782 question does not arise.
3784 Note that GCC does not yet implement any of the standard
3785 pragmas.
3787 @end itemize
3789 @node Implementation limits
3790 @section Implementation limits
3791 @cindex implementation limits
3793 CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
3794 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
3795 and all the others we are aware of.  We intend there to be as few limits
3796 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
3797 please report that to us as a bug.  (See the section on reporting bugs in
3798 the GCC manual.)
3800 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
3801 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
3802 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
3803 therefore depend on many things, such as the size of other things
3804 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
3805 consumed by other processes on the same computer, etc.
3807 @itemize @bullet
3809 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
3811 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
3812 The standard requires at least 15 levels.
3814 @item Nesting levels of conditional inclusion.
3816 The C standard mandates this be at least 63.  CPP is limited only by
3817 available memory.
3819 @item Levels of parenthesised expressions within a full expression.
3821 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
3822 conditional expressions, it is limited only by available memory.
3824 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
3826 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
3827 requires only that the first 63 be significant.
3829 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
3831 The standard requires at least 4095 be possible.  CPP is limited only
3832 by available memory.
3834 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
3836 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
3837 required by the standard is 127.
3839 @item Number of characters on a logical source line.
3841 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  CPP places
3842 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
3843 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
3845 @item Maximum size of a source file.
3847 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
3848 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
3849 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
3850 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
3851 may not be a limitation.
3853 @end itemize
3855 @node Obsolete Features
3856 @section Obsolete Features
3858 CPP has a number of features which are present mainly for
3859 compatibility with older programs.  We discourage their use in new code.
3860 In some cases, we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
3862 @menu
3863 * Assertions::
3864 * Obsolete once-only headers::
3865 @end menu
3867 @node Assertions
3868 @subsection Assertions
3869 @cindex assertions
3871 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
3872 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
3873 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
3874 define them with preprocessing directives or command-line options.
3876 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
3877 the compiler's target system.  However, in practice they are just as
3878 unpredictable as the system-specific predefined macros.  In addition, they
3879 are not part of any standard, and only a few compilers support them.
3880 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
3881 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
3882 all.
3884 @cindex predicates
3885 An assertion looks like this:
3887 @example
3888 #@var{predicate} (@var{answer})
3889 @end example
3891 @noindent
3892 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
3893 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
3894 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
3895 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
3896 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
3897 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
3898 answer.
3900 @cindex testing predicates
3901 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
3902 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
3903 asserted as an answer for @code{machine}.
3905 @example
3906 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
3907 @end example
3909 @noindent
3910 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
3911 omitting the answer in the conditional:
3913 @example
3914 #if #machine
3915 @end example
3917 @findex #assert
3918 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
3919 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
3920 identifies assertions in conditionals.
3922 @example
3923 #assert @var{predicate} (@var{answer})
3924 @end example
3926 @noindent
3927 You may make several assertions with the same predicate and different
3928 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
3929 same predicate.  All the answers for any given predicate are
3930 simultaneously true.
3932 @cindex assertions, cancelling
3933 @findex #unassert
3934 Assertions can be cancelled with the @samp{#unassert} directive.  It
3935 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
3936 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
3937 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
3938 leaving out the answer:
3940 @example
3941 #unassert @var{predicate}
3942 @end example
3944 @noindent
3945 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
3946 no effect.
3948 You can also make or cancel assertions using command line options.
3949 @xref{Invocation}.
3951 @node Obsolete once-only headers
3952 @subsection Obsolete once-only headers
3954 CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
3955 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef},
3956 and we recommend you do not use them in new programs.
3958 @findex #import
3959 In the Objective-C language, there is a variant of @samp{#include}
3960 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
3961 If you use @samp{#import} instead of @samp{#include}, then you don't
3962 need the conditionals inside the header file to prevent multiple
3963 inclusion of the contents.  GCC permits the use of @samp{#import} in C
3964 and C++ as well as Objective-C@.  However, it is not in standard C or C++
3965 and should therefore not be used by portable programs.
3967 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
3968 a header file to know that it should only be included once.  It is much
3969 better for the header file's implementor to write the file so that users
3970 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
3971 this goal.
3973 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
3974 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
3975 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
3976 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
3978 Another way to prevent a header file from being included more than once
3979 is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
3980 seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
3981 matter what.
3983 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
3984 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
3985 in a portable program.
3987 @node Differences from previous versions
3988 @section Differences from previous versions
3989 @cindex differences from previous versions
3991 This section details behavior which has changed from previous versions
3992 of CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
3993 we do not promise not to, either.
3995 The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
3996 behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
3997 used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
3998 they generally represent bugs in the snapshots.
4000 @itemize @bullet
4002 @item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
4004 The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
4005 @samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
4006 at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
4007 which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
4008 ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
4010 An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
4011 @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
4012 but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
4014 GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
4015 left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
4016 then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
4018 @item The form of whitespace betwen tokens in preprocessor output
4020 @xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
4021 also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
4022 communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
4023 does not come up at all.
4025 Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
4026 inserted lots more whitespace of their own, because they could not
4027 accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
4028 token pasting.
4030 @item Optional argument when invoking rest argument macros
4032 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
4033 when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
4034 standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
4035 versions accepted it silently.
4037 @item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
4039 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
4040 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
4041 in the macro invocation was empty, previous versions of CPP would
4042 back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
4043 (@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
4044 conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
4046 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
4047 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
4048 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
4049 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
4050 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
4052 @item @samp{#line} and @samp{#include}
4054 The @samp{#line} directive used to change GCC's notion of the
4055 ``directory containing the current file,'' used by @samp{#include} with
4056 a double-quoted header file name.  In 3.0 and later, it does not.
4057 @xref{Line Control}, for further explanation.
4059 @item Syntax of @samp{#line}
4061 In GCC 2.95 and previous, the string constant argument to @samp{#line}
4062 was treated the same way as the argument to @samp{#include}: backslash
4063 escapes were not honored, and the string ended at the second @samp{"}.
4064 This is not compliant with the C standard.  In GCC 3.0, an attempt was
4065 made to correct the behavior, so that the string was treated as a real
4066 string constant, but it turned out to be buggy.  In 3.1, the bugs have
4067 been fixed.  (We are not fixing the bugs in 3.0 because they affect
4068 relatively few people and the fix is quite invasive.)
4070 @end itemize
4072 @node Invocation
4073 @chapter Invocation
4074 @cindex invocation
4075 @cindex command line
4077 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
4078 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
4079 preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
4080 here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
4081 except that the C compiler has different rules for specifying the output
4082 file.
4084 @strong{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
4085 or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
4086 program's purpose is to translate your command into invocations of the
4087 programs that do the actual work.  Their command line interfaces are
4088 similar but not identical to the documented interface, and may change
4089 without notice.
4091 @ignore
4092 @c man begin SYNOPSIS
4093 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
4094     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
4095     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
4096     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}] [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
4097     [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
4098     @var{infile} @var{outfile}
4100 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
4101 @c man end
4102 @c man begin SEEALSO
4103 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
4104 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
4105 @file{binutils}.
4106 @c man end
4107 @end ignore
4109 @c man begin OPTIONS
4110 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
4111 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
4112 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
4113 by the combined input files is written in @var{outfile}.
4115 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
4116 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
4117 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
4118 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
4120 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
4121 which take an argument may have that argument appear either immediately
4122 after the option, or with a space between option and argument:
4123 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
4125 @cindex grouping options
4126 @cindex options, grouping
4127 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
4128 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
4129 @w{@samp{-d -M}}.
4131 @cindex options
4132 @include cppopts.texi
4133 @c man end
4135 @node Environment Variables
4136 @chapter Environment Variables
4137 @cindex environment variables
4138 @c man begin ENVIRONMENT
4140 This section describes the environment variables that affect how CPP
4141 operates.  You can use them to specify directories or prefixes to use
4142 when searching for include files, or to control dependency output.
4144 Note that you can also specify places to search using options such as
4145 @option{-I}, and control dependency output with options like
4146 @option{-M} (@pxref{Invocation}).  These take precedence over
4147 environment variables, which in turn take precedence over the
4148 configuration of GCC@.
4150 @include cppenv.texi
4151 @c man end
4153 @page
4154 @include fdl.texi
4156 @page
4157 @node Index of Directives
4158 @unnumbered Index of Directives
4159 @printindex fn
4161 @node Option Index
4162 @unnumbered Option Index
4163 @noindent
4164 CPP's command line options and environment variables are indexed here
4165 without any initial @samp{-} or @samp{--}.
4166 @printindex op
4168 @page
4169 @node Concept Index
4170 @unnumbered Concept Index
4171 @printindex cp
4173 @bye