* jump.c (mark_jump_label): Fix thinko in 2001-05-19 change.
[official-gcc.git] / gcc / extend.texi
blobcdecaa22833c3b357257d7253a1435226bbafeac
1 @c Copyright (C) 1988,1989,1992,1993,1994,1996,1998,1999,2000,2001 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
5 @node C Extensions
6 @chapter Extensions to the C Language Family
7 @cindex extensions, C language
8 @cindex C language extensions
10 GNU C provides several language features not found in ISO standard C.
11 (The @samp{-pedantic} option directs GNU CC to print a warning message if
12 any of these features is used.)  To test for the availability of these
13 features in conditional compilation, check for a predefined macro
14 @code{__GNUC__}, which is always defined under GNU CC.
16 These extensions are available in C and Objective C.  Most of them are
17 also available in C++.  @xref{C++ Extensions,,Extensions to the
18 C++ Language}, for extensions that apply @emph{only} to C++.
20 Some features that are in ISO C99 but not C89 or C++ are also, as
21 extensions, accepted by GCC in C89 mode and in C++.
23 @c The only difference between the two versions of this menu is that the
24 @c version for clear INTERNALS has an extra node, "Constraints" (which
25 @c appears in a separate chapter in the other version of the manual).
26 @ifset INTERNALS
27 @menu
28 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
29 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
30 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
31 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
32 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
33 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
34 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
35 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
36 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
37 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
38 * Complex::             Data types for complex numbers.
39 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
40 * Zero Length::         Zero-length arrays.
41 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
42 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
43 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
44 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
45 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
46 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
47 * Initializers::        Non-constant initializers.
48 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
49                          or arrays as values.
50 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
51 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
52 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
53 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
54 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
55                          or that they can never return.
56 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
57 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
58 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
59 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
60 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
61 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
62 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
63 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
64 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
65 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
66                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
67 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
68 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
69 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
70 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
71 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
72                          function.
73 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
74 * Other Builtins::      Other built-in functions.
75 @end menu
76 @end ifset
77 @ifclear INTERNALS
78 @menu
79 * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
80 * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
81 * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
82 * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
83 * Constructing Calls::  Dispatching a call to another function.
84 * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
85 * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
86 * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
87 * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
88 * Long Long::           Double-word integers---@code{long long int}.
89 * Complex::             Data types for complex numbers.
90 * Hex Floats::          Hexadecimal floating-point constants.
91 * Zero Length::         Zero-length arrays.
92 * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
93 * Variadic Macros::     Macros with a variable number of arguments.
94 * Escaped Newlines::    Slightly looser rules for escaped newlines.
95 * Multi-line Strings::  String literals with embedded newlines.
96 * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
97 * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
98 * Initializers::        Non-constant initializers.
99 * Compound Literals::   Compound literals give structures, unions
100                          or arrays as values.
101 * Designated Inits::    Labeling elements of initializers.
102 * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
103 * Case Ranges::         `case 1 ... 9' and such.
104 * Mixed Declarations::  Mixing declarations and code.
105 * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
106                          or that they can never return.
107 * Attribute Syntax::    Formal syntax for attributes.
108 * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
109 * C++ Comments::        C++ comments are recognized.
110 * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
111 * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
112 * Variable Attributes:: Specifying attributes of variables.
113 * Type Attributes::     Specifying attributes of types.
114 * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
115 * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
116 * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
117                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
118 * Constraints::         Constraints for asm operands
119 * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
120 * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
121 * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
122 * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
123 * Function Names::      Printable strings which are the name of the current
124                          function.
125 * Return Address::      Getting the return or frame address of a function.
126 * Other Builtins::      Other built-in functions.
127 @end menu
128 @end ifclear
130 @node Statement Exprs
131 @section Statements and Declarations in Expressions
132 @cindex statements inside expressions
133 @cindex declarations inside expressions
134 @cindex expressions containing statements
135 @cindex macros, statements in expressions
137 @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
138 @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
140 A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
141 in GNU C.  This allows you to use loops, switches, and local variables
142 within an expression.
144 Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
145 by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
146 example:
148 @example
149 (@{ int y = foo (); int z;
150    if (y > 0) z = y;
151    else z = - y;
152    z; @})
153 @end example
155 @noindent
156 is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
157 for the absolute value of @code{foo ()}.
159 The last thing in the compound statement should be an expression
160 followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
161 value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
162 last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
163 effectively no value.)
165 This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
166 that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
167 ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
168 follows:
170 @example
171 #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
172 @end example
174 @noindent
175 @cindex side effects, macro argument
176 But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
177 results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
178 type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
179 the macro safely as follows:
181 @example
182 #define maxint(a,b) \
183   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
184 @end example
186 Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
187 the value of an enumeration constant, the width of a bit field, or
188 the initial value of a static variable.
190 If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
191 must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}) or type naming (@pxref{Naming
192 Types}).
194 Statement expressions are not supported fully in G++, and their fate
195 there is unclear.  (It is possible that they will become fully supported
196 at some point, or that they will be deprecated, or that the bugs that
197 are present will continue to exist indefinitely.)  Presently, statement
198 expressions do not work well as default arguments. 
200 In addition, there are semantic issues with statement-expressions in
201 C++.  If you try to use statement-expressions instead of inline
202 functions in C++, you may be surprised at the way object destruction is
203 handled.  For example:
205 @example
206 #define foo(a)  (@{int b = (a); b + 3; @})
207 @end example
209 @noindent
210 does not work the same way as:
212 @example
213 inline int foo(int a) @{ int b = a; return b + 3; @}
214 @end example
216 @noindent
217 In particular, if the expression passed into @code{foo} involves the
218 creation of temporaries, the destructors for those temporaries will be
219 run earlier in the case of the macro than in the case of the function.
221 These considerations mean that it is probably a bad idea to use
222 statement-expressions of this form in header files that are designed to
223 work with C++.  (Note that some versions of the GNU C Library contained
224 header files using statement-expression that lead to precisely this
225 bug.)
227 @node Local Labels
228 @section Locally Declared Labels
229 @cindex local labels
230 @cindex macros, local labels
232 Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
233 declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
234 with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
235 statement expression it belongs to.
237 A local label declaration looks like this:
239 @example
240 __label__ @var{label};
241 @end example
243 @noindent
246 @example
247 __label__ @var{label1}, @var{label2}, @dots{};
248 @end example
250 Local label declarations must come at the beginning of the statement
251 expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
252 declarations.
254 The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
255 the label itself.  You must do this in the usual way, with
256 @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
258 The local label feature is useful because statement expressions are
259 often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
260 can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
261 whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
262 expanded several times in one function, the label will be multiply
263 defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
264 example:
266 @example
267 #define SEARCH(array, target)                     \
268 (@{                                               \
269   __label__ found;                                \
270   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
271   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
272   int i, j;                                       \
273   int value;                                      \
274   for (i = 0; i < max; i++)                       \
275     for (j = 0; j < max; j++)                     \
276       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
277         @{ value = i; goto found; @}              \
278   value = -1;                                     \
279  found:                                           \
280   value;                                          \
282 @end example
284 @node Labels as Values
285 @section Labels as Values
286 @cindex labels as values
287 @cindex computed gotos
288 @cindex goto with computed label
289 @cindex address of a label
291 You can get the address of a label defined in the current function
292 (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
293 value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used
294 wherever a constant of that type is valid.  For example:
296 @example
297 void *ptr;
298 @dots{}
299 ptr = &&foo;
300 @end example
302 To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
303 with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
304 Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
305 C, where one can do more than simply store label addresses in label
306 variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
308 @example
309 goto *ptr;
310 @end example
312 @noindent
313 Any expression of type @code{void *} is allowed.
315 One way of using these constants is in initializing a static array that
316 will serve as a jump table:
318 @example
319 static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
320 @end example
322 Then you can select a label with indexing, like this:
324 @example
325 goto *array[i];
326 @end example
328 @noindent
329 Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
330 indexing in C never does that.
332 Such an array of label values serves a purpose much like that of the
333 @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
334 use that rather than an array unless the problem does not fit a
335 @code{switch} statement very well.
337 Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
338 The labels within the interpreter function can be stored in the
339 threaded code for super-fast dispatching.
341 You may not use this mechanism to jump to code in a different function. 
342 If you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
343 avoid this is to store the label address only in automatic variables and
344 never pass it as an argument.
346 An alternate way to write the above example is
348 @example
349 static const int array[] = @{ &&foo - &&foo, &&bar - &&foo, &&hack - &&foo @};
350 goto *(&&foo + array[i]);
351 @end example
353 @noindent
354 This is more friendly to code living in shared libraries, as it reduces
355 the number of dynamic relocations that are needed, and by consequence,
356 allows the data to be read-only.
358 @node Nested Functions
359 @section Nested Functions
360 @cindex nested functions
361 @cindex downward funargs
362 @cindex thunks
364 A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
365 (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
366 name is local to the block where it is defined.  For example, here we
367 define a nested function named @code{square}, and call it twice:
369 @example
370 @group
371 foo (double a, double b)
373   double square (double z) @{ return z * z; @}
375   return square (a) + square (b);
377 @end group
378 @end example
380 The nested function can access all the variables of the containing
381 function that are visible at the point of its definition.  This is
382 called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
383 function which uses an inherited variable named @code{offset}:
385 @example
386 bar (int *array, int offset, int size)
388   int access (int *array, int index)
389     @{ return array[index + offset]; @}
390   int i;
391   @dots{}
392   for (i = 0; i < size; i++)
393     @dots{} access (array, i) @dots{}
395 @end example
397 Nested function definitions are permitted within functions in the places
398 where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
399 the first statement in the block.
401 It is possible to call the nested function from outside the scope of its
402 name by storing its address or passing the address to another function:
404 @example
405 hack (int *array, int size)
407   void store (int index, int value)
408     @{ array[index] = value; @}
410   intermediate (store, size);
412 @end example
414 Here, the function @code{intermediate} receives the address of
415 @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
416 the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
417 But this technique works only so long as the containing function
418 (@code{hack}, in this example) does not exit.
420 If you try to call the nested function through its address after the
421 containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
422 to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
423 to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
424 but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
425 does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
426 safe.
428 GNU CC implements taking the address of a nested function using a
429 technique called @dfn{trampolines}.   A paper describing them is
430 available as @uref{http://people.debian.org/~karlheg/Usenix88-lexic.pdf}.
432 A nested function can jump to a label inherited from a containing
433 function, provided the label was explicitly declared in the containing
434 function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
435 containing function, exiting the nested function which did the
436 @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
438 @example
439 @group
440 bar (int *array, int offset, int size)
442   __label__ failure;
443   int access (int *array, int index)
444     @{
445       if (index > size)
446         goto failure;
447       return array[index + offset];
448     @}
449   int i;
450   @dots{}
451   for (i = 0; i < size; i++)
452     @dots{} access (array, i) @dots{}
453   @dots{}
454   return 0;
456  /* @r{Control comes here from @code{access}
457     if it detects an error.}  */
458  failure:
459   return -1;
461 @end group
462 @end example
464 A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
465 @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
466 before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
467 for function declarations).
469 @example
470 bar (int *array, int offset, int size)
472   __label__ failure;
473   auto int access (int *, int);
474   @dots{}
475   int access (int *array, int index)
476     @{
477       if (index > size)
478         goto failure;
479       return array[index + offset];
480     @}
481   @dots{}
483 @end example
485 @node Constructing Calls
486 @section Constructing Function Calls
487 @cindex constructing calls
488 @cindex forwarding calls
490 Using the built-in functions described below, you can record
491 the arguments a function received, and call another function
492 with the same arguments, without knowing the number or types
493 of the arguments.
495 You can also record the return value of that function call,
496 and later return that value, without knowing what data type
497 the function tried to return (as long as your caller expects
498 that data type).
500 @table @code
501 @findex __builtin_apply_args
502 @item __builtin_apply_args ()
503 This built-in function returns a pointer of type @code{void *} to data
504 describing how to perform a call with the same arguments as were passed
505 to the current function.
507 The function saves the arg pointer register, structure value address,
508 and all registers that might be used to pass arguments to a function
509 into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
510 address of that block.
512 @findex __builtin_apply
513 @item __builtin_apply (@var{function}, @var{arguments}, @var{size})
514 This built-in function invokes @var{function} (type @code{void (*)()})
515 with a copy of the parameters described by @var{arguments} (type
516 @code{void *}) and @var{size} (type @code{int}).
518 The value of @var{arguments} should be the value returned by
519 @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
520 of the stack argument data, in bytes.
522 This function returns a pointer of type @code{void *} to data describing
523 how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
524 is saved in a block of memory allocated on the stack.
526 It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
527 value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
528 that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
529 area.
531 @findex __builtin_return
532 @item __builtin_return (@var{result})
533 This built-in function returns the value described by @var{result} from
534 the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
535 returned by @code{__builtin_apply}.
536 @end table
538 @node Naming Types
539 @section Naming an Expression's Type
540 @cindex naming types
542 You can give a name to the type of an expression using a @code{typedef}
543 declaration with an initializer.  Here is how to define @var{name} as a
544 type name for the type of @var{exp}:
546 @example
547 typedef @var{name} = @var{exp};
548 @end example
550 This is useful in conjunction with the statements-within-expressions
551 feature.  Here is how the two together can be used to define a safe
552 ``maximum'' macro that operates on any arithmetic type:
554 @example
555 #define max(a,b) \
556   (@{typedef _ta = (a), _tb = (b);  \
557     _ta _a = (a); _tb _b = (b);     \
558     _a > _b ? _a : _b; @})
559 @end example
561 @cindex underscores in variables in macros
562 @cindex @samp{_} in variables in macros
563 @cindex local variables in macros
564 @cindex variables, local, in macros
565 @cindex macros, local variables in
567 The reason for using names that start with underscores for the local
568 variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
569 expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
570 hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
571 variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
572 more reliable way to prevent such conflicts.
574 @node Typeof
575 @section Referring to a Type with @code{typeof}
576 @findex typeof
577 @findex sizeof
578 @cindex macros, types of arguments
580 Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
581 The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
582 construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
584 There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
585 expression or with a type.  Here is an example with an expression:
587 @example
588 typeof (x[0](1))
589 @end example
591 @noindent
592 This assumes that @code{x} is an array of pointers to functions;
593 the type described is that of the values of the functions.
595 Here is an example with a typename as the argument:
597 @example
598 typeof (int *)
599 @end example
601 @noindent
602 Here the type described is that of pointers to @code{int}.
604 If you are writing a header file that must work when included in ISO C
605 programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
606 @xref{Alternate Keywords}.
608 A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
609 used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
610 of @code{sizeof} or @code{typeof}.
612 @itemize @bullet
613 @item
614 This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
616 @example
617 typeof (*x) y;
618 @end example
620 @item
621 This declares @code{y} as an array of such values.
623 @example
624 typeof (*x) y[4];
625 @end example
627 @item
628 This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
630 @example
631 typeof (typeof (char *)[4]) y;
632 @end example
634 @noindent
635 It is equivalent to the following traditional C declaration:
637 @example
638 char *y[4];
639 @end example
641 To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
642 might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
644 @example
645 #define pointer(T)  typeof(T *)
646 #define array(T, N) typeof(T [N])
647 @end example
649 @noindent
650 Now the declaration can be rewritten this way:
652 @example
653 array (pointer (char), 4) y;
654 @end example
656 @noindent
657 Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
658 pointers to @code{char}.
659 @end itemize
661 @node Lvalues
662 @section Generalized Lvalues
663 @cindex compound expressions as lvalues
664 @cindex expressions, compound, as lvalues
665 @cindex conditional expressions as lvalues
666 @cindex expressions, conditional, as lvalues
667 @cindex casts as lvalues
668 @cindex generalized lvalues
669 @cindex lvalues, generalized
670 @cindex extensions, @code{?:}
671 @cindex @code{?:} extensions
672 Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
673 lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
674 their addresses or store values into them.
676 Standard C++ allows compound expressions and conditional expressions as
677 lvalues, and permits casts to reference type, so use of this extension
678 is deprecated for C++ code.
680 For example, a compound expression can be assigned, provided the last
681 expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
682 equivalent:
684 @example
685 (a, b) += 5
686 a, (b += 5)
687 @end example
689 Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
690 expressions are equivalent:
692 @example
693 &(a, b)
694 a, &b
695 @end example
697 A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
698 true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
699 expressions are equivalent:
701 @example
702 (a ? b : c) = 5
703 (a ? b = 5 : (c = 5))
704 @end example
706 A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
707 assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
708 right-hand side first to the specified type, then to the type of the
709 inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
710 converted back to the specified type to become the value of the
711 assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
712 expressions are equivalent:
714 @example
715 (int)a = 5
716 (int)(a = (char *)(int)5)
717 @end example
719 An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
720 performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
721 continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
722 equivalent:
724 @example
725 (int)a += 5
726 (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
727 @end example
729 You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
730 address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
731 permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
732 statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
733 point number belongs:
735 @example
736 *&(int)f = 1;
737 @end example
739 This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
740 would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
741 inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
743 If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
744 @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
746 @node Conditionals
747 @section Conditionals with Omitted Operands
748 @cindex conditional expressions, extensions
749 @cindex omitted middle-operands
750 @cindex middle-operands, omitted
751 @cindex extensions, @code{?:}
752 @cindex @code{?:} extensions
754 The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
755 if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
756 expression.
758 Therefore, the expression
760 @example
761 x ? : y
762 @end example
764 @noindent
765 has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
766 @code{y}.
768 This example is perfectly equivalent to
770 @example
771 x ? x : y
772 @end example
774 @cindex side effect in ?:
775 @cindex ?: side effect
776 @noindent
777 In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
778 especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
779 or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
780 the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
781 the middle operand uses the value already computed without the undesirable
782 effects of recomputing it.
784 @node Long Long
785 @section Double-Word Integers
786 @cindex @code{long long} data types
787 @cindex double-word arithmetic
788 @cindex multiprecision arithmetic
789 @cindex @code{LL} integer suffix
790 @cindex @code{ULL} integer suffix
792 ISO C99 supports data types for integers that are at least 64 bits wide,
793 and as an extension GCC supports them in C89 mode and in C++.
794 Simply write @code{long long int} for a signed integer, or
795 @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.  To make an
796 integer constant of type @code{long long int}, add the suffix @code{LL}
797 to the integer.  To make an integer constant of type @code{unsigned long
798 long int}, add the suffix @code{ULL} to the integer.
800 You can use these types in arithmetic like any other integer types.
801 Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
802 are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
803 if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
804 instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
805 provide special support.  The operations that are not open-coded use
806 special library routines that come with GNU CC.
808 There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
809 arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
810 expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
811 @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
812 subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
813 Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
814 @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
816 @node Complex
817 @section Complex Numbers
818 @cindex complex numbers
819 @cindex @code{_Complex} keyword
820 @cindex @code{__complex__} keyword
822 ISO C99 supports complex floating data types, and as an extension GCC
823 supports them in C89 mode and in C++, and supports complex integer data
824 types which are not part of ISO C99.  You can declare complex types
825 using the keyword @code{_Complex}.  As an extension, the older GNU
826 keyword @code{__complex__} is also supported.
828 For example, @samp{_Complex double x;} declares @code{x} as a
829 variable whose real part and imaginary part are both of type
830 @code{double}.  @samp{_Complex short int y;} declares @code{y} to
831 have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
832 likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
833 complete.
835 To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
836 @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
837 has type @code{_Complex float} and @code{3i} has type
838 @code{_Complex int}.  Such a constant always has a pure imaginary
839 value, but you can form any complex value you like by adding one to a
840 real constant.  This is a GNU extension; if you have an ISO C99
841 conforming C library (such as GNU libc), and want to construct complex
842 constants of floating type, you should include @code{<complex.h>} and
843 use the macros @code{I} or @code{_Complex_I} instead.
845 @cindex @code{__real__} keyword
846 @cindex @code{__imag__} keyword
847 To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
848 @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
849 extract the imaginary part.  This is a GNU extension; for values of
850 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{crealf},
851 @code{creal}, @code{creall}, @code{cimagf}, @code{cimag} and
852 @code{cimagl}, declared in @code{<complex.h>} and also provided as
853 builtin functions by GCC.
855 @cindex complex conjugation
856 The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
857 with a complex type.  This is a GNU extension; for values of
858 floating type, you should use the ISO C99 functions @code{conjf},
859 @code{conj} and @code{conjl}, declared in @code{<complex.h>} and also
860 provided as builtin functions by GCC.
862 GNU CC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
863 fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
864 the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
865 supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
866 allocation like this, so GNU CC describes a noncontiguous complex
867 variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
868 If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious
869 variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
870 examine and set these two fictitious variables with your debugger.
872 A future version of GDB will know how to recognize such pairs and treat
873 them as a single variable with a complex type.
875 @node Hex Floats
876 @section Hex Floats
877 @cindex hex floats
879 ISO C99 supports floating-point numbers written not only in the usual
880 decimal notation, such as @code{1.55e1}, but also numbers such as
881 @code{0x1.fp3} written in hexadecimal format.  As a GNU extension, GCC
882 supports this in C89 mode (except in some cases when strictly
883 conforming) and in C++.  In that format the
884 @code{0x} hex introducer and the @code{p} or @code{P} exponent field are
885 mandatory.  The exponent is a decimal number that indicates the power of
886 2 by which the significant part will be multiplied.  Thus @code{0x1.f} is
887 1 15/16, @code{p3} multiplies it by 8, and the value of @code{0x1.fp3}
888 is the same as @code{1.55e1}.
890 Unlike for floating-point numbers in the decimal notation the exponent
891 is always required in the hexadecimal notation.  Otherwise the compiler
892 would not be able to resolve the ambiguity of, e.g., @code{0x1.f}.  This
893 could mean @code{1.0f} or @code{1.9375} since @code{f} is also the
894 extension for floating-point constants of type @code{float}.
896 @node Zero Length
897 @section Arrays of Length Zero
898 @cindex arrays of length zero
899 @cindex zero-length arrays
900 @cindex length-zero arrays
901 @cindex flexible array members
903 Zero-length arrays are allowed in GNU C.  They are very useful as the
904 last element of a structure which is really a header for a variable-length
905 object:
907 @example
908 struct line @{
909   int length;
910   char contents[0];
913 struct line *thisline = (struct line *)
914   malloc (sizeof (struct line) + this_length);
915 thisline->length = this_length;
916 @end example
918 In ISO C89, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
919 means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
921 In ISO C99, you would use a @dfn{flexible array member}, which is 
922 slightly different in syntax and semantics:
924 @itemize @bullet
925 @item
926 Flexible array members are written as @code{contents[]} without
927 the @code{0}.
929 @item
930 Flexible array members have incomplete type, and so the @code{sizeof}
931 operator may not be applied.  As a quirk of the original implementation
932 of zero-length arrays, @code{sizeof} evaluates to zero.
934 @item
935 Flexible array members may only appear as the last member of a
936 @code{struct} that is otherwise non-empty.  GCC currently allows 
937 zero-length arrays anywhere.  You may encounter problems, however,
938 defining structures containing only a zero-length array.  Such usage
939 is deprecated, and we recommend using zero-length arrays only in
940 places in which flexible array members would be allowed.
941 @end itemize
943 GCC versions before 3.0 allowed zero-length arrays to be statically
944 initialized.  In addition to those cases that were useful, it also
945 allowed initializations in situations that would corrupt later data.
946 Non-empty initialization of zero-length arrays is now deprecated.
948 Instead GCC allows static initialization of flexible array members.
949 This is equivalent to defining a new structure containing the original
950 structure followed by an array of sufficient size to contain the data.
951 I.e. in the following, @code{f1} is constructed as if it were declared
952 like @code{f2}.
954 @example
955 struct f1 @{
956   int x; int y[];
957 @} f1 = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};
959 struct f2 @{
960   struct f1 f1; int data[3];
961 @} f2 = @{ @{ 1 @}, @{ 2, 3, 4 @} @};
962 @end example
964 @noindent
965 The convenience of this extension is that @code{f1} has the desired
966 type, eliminating the need to consistently refer to @code{f2.f1}.
968 This has symmetry with normal static arrays, in that an array of
969 unknown size is also written with @code{[]}.
971 Of course, this extension only makes sense if the extra data comes at
972 the end of a top-level object, as otherwise we would be overwriting
973 data at subsequent offsets.  To avoid undue complication and confusion
974 with initialization of deeply nested arrays, we simply disallow any
975 non-empty initialization except when the structure is the top-level
976 object.  For example:
978 @example
979 struct foo @{ int x; int y[]; @};
980 struct bar @{ struct foo z; @};
982 struct foo a = @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @};        // Legal.
983 struct bar b = @{ @{ 1, @{ 2, 3, 4 @} @} @};    // Illegal.
984 struct bar c = @{ @{ 1, @{ @} @} @};            // Legal.
985 struct foo d[1] = @{ @{ 1 @{ 2, 3, 4 @} @} @};  // Illegal.
986 @end example
988 @node Variable Length
989 @section Arrays of Variable Length
990 @cindex variable-length arrays
991 @cindex arrays of variable length
992 @cindex VLAs
994 Variable-length automatic arrays are allowed in ISO C99, and as an
995 extension GCC accepts them in C89 mode and in C++.  (However, GCC's
996 implementation of variable-length arrays does not yet conform in detail
997 to the ISO C99 standard.)  These arrays are
998 declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
999 a constant expression.  The storage is allocated at the point of
1000 declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
1001 example:
1003 @example
1004 FILE *
1005 concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
1007   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
1008   strcpy (str, s1);
1009   strcat (str, s2);
1010   return fopen (str, mode);
1012 @end example
1014 @cindex scope of a variable length array
1015 @cindex variable-length array scope
1016 @cindex deallocating variable length arrays
1017 Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
1018 storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
1019 message for it.
1021 @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
1022 You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
1023 variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
1024 many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
1025 variable-length arrays are more elegant.
1027 There are other differences between these two methods.  Space allocated
1028 with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
1029 The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
1030 name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
1031 @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
1032 will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
1034 You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
1036 @example
1037 struct entry
1038 tester (int len, char data[len][len])
1040   @dots{}
1042 @end example
1044 The length of an array is computed once when the storage is allocated
1045 and is remembered for the scope of the array in case you access it with
1046 @code{sizeof}.
1048 If you want to pass the array first and the length afterward, you can
1049 use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
1051 @example
1052 struct entry
1053 tester (int len; char data[len][len], int len)
1055   @dots{}
1057 @end example
1059 @cindex parameter forward declaration
1060 The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
1061 declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
1062 known when the declaration of @code{data} is parsed.
1064 You can write any number of such parameter forward declarations in the
1065 parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
1066 last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
1067 parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
1068 declaration in parameter name and data type.  ISO C99 does not support
1069 parameter forward declarations.
1071 @node Variadic Macros
1072 @section Macros with a Variable Number of Arguments.
1073 @cindex variable number of arguments
1074 @cindex macro with variable arguments
1075 @cindex rest argument (in macro)
1076 @cindex variadic macros
1078 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
1079 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
1080 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
1081 example:
1083 @example
1084 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1085 @end example
1087 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
1088 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
1089 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
1090 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
1091 wherever it appears.  See the CPP manual for more information.
1093 GCC has long supported variadic macros, and used a different syntax that
1094 allowed you to give a name to the variable arguments just like any other
1095 argument.  Here is an example:
1097 @example
1098 #define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
1099 @end example
1101 This is in all ways equivalent to the ISO C example above, but arguably
1102 more readable and descriptive.
1104 GNU CPP has two further variadic macro extensions, and permits them to
1105 be used with either of the above forms of macro definition.
1107 In standard C, you are not allowed to leave the variable argument out
1108 entirely; but you are allowed to pass an empty argument.  For example,
1109 this invocation is invalid in ISO C, because there is no comma after
1110 the string:
1112 @example
1113 debug ("A message")
1114 @end example
1116 GNU CPP permits you to completely omit the variable arguments in this
1117 way.  In the above examples, the compiler would complain, though since
1118 the expansion of the macro still has the extra comma after the format
1119 string.
1121 To help solve this problem, CPP behaves specially for variable arguments
1122 used with the token paste operator, @samp{##}.  If instead you write
1124 @example
1125 #define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __VA_ARGS__)
1126 @end example
1128 and if the variable arguments are omitted or empty, the @samp{##}
1129 operator causes the preprocessor to remove the comma before it.  If you
1130 do provide some variable arguments in your macro invocation, GNU CPP
1131 does not complain about the paste operation and instead places the
1132 variable arguments after the comma.  Just like any other pasted macro
1133 argument, these arguments are not macro expanded.
1135 @node Escaped Newlines
1136 @section Slightly Looser Rules for Escaped Newlines
1137 @cindex escaped newlines
1138 @cindex newlines (escaped)
1140 Recently, the non-traditional preprocessor has relaxed its treatment of
1141 escaped newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
1142 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
1143 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
1144 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
1145 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
1146 lines to form a single logical line.  This works within comments and
1147 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
1148 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
1149 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
1151 @node Multi-line Strings
1152 @section String Literals with Embedded Newlines
1153 @cindex multi-line string literals
1155 As an extension, GNU CPP permits string literals to cross multiple lines
1156 without escaping the embedded newlines.  Each embedded newline is
1157 replaced with a single @samp{\n} character in the resulting string
1158 literal, regardless of what form the newline took originally.
1160 CPP currently allows such strings in directives as well (other than the
1161 @samp{#include} family).  This is deprecated and will eventually be
1162 removed.
1164 @node Subscripting
1165 @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
1166 @cindex subscripting
1167 @cindex arrays, non-lvalue
1169 @cindex subscripting and function values
1170 Subscripting is allowed on arrays that are not lvalues, even though the
1171 unary @samp{&} operator is not.  (In ISO C99, both are allowed (though
1172 the array may not be used after the next sequence point), but this ISO
1173 C99 feature is not yet fully supported in GCC.)  For example,
1174 this is valid in GNU C though not valid in C89:
1176 @example
1177 @group
1178 struct foo @{int a[4];@};
1180 struct foo f();
1182 bar (int index)
1184   return f().a[index];
1186 @end group
1187 @end example
1189 @node Pointer Arith
1190 @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
1191 @cindex void pointers, arithmetic
1192 @cindex void, size of pointer to
1193 @cindex function pointers, arithmetic
1194 @cindex function, size of pointer to
1196 In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
1197 @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
1198 size of a @code{void} or of a function as 1.
1200 A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
1201 and on function types, and returns 1.
1203 The option @samp{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
1204 are used.
1206 @node Initializers
1207 @section Non-Constant Initializers
1208 @cindex initializers, non-constant
1209 @cindex non-constant initializers
1211 As in standard C++ and ISO C99, the elements of an aggregate initializer for an
1212 automatic variable are not required to be constant expressions in GNU C.
1213 Here is an example of an initializer with run-time varying elements:
1215 @example
1216 foo (float f, float g)
1218   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
1219   @dots{}
1221 @end example
1223 @node Compound Literals
1224 @section Compound Literals
1225 @cindex constructor expressions
1226 @cindex initializations in expressions
1227 @cindex structures, constructor expression
1228 @cindex expressions, constructor
1229 @cindex compound literals
1230 @c The GNU C name for what C99 calls compound literals was "constructor expressions".
1232 ISO C99 supports compound literals.  A compound literal looks like
1233 a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
1234 type specified in the cast, containing the elements specified in
1235 the initializer.  (GCC does not yet implement the full ISO C99 semantics
1236 for compound literals.)  As an extension, GCC supports compound literals
1237 in C89 mode and in C++.
1239 Usually, the specified type is a structure.  Assume that
1240 @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
1242 @example
1243 struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
1244 @end example
1246 @noindent
1247 Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a compound literal:
1249 @example
1250 structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
1251 @end example
1253 @noindent
1254 This is equivalent to writing the following:
1256 @example
1258   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
1259   structure = temp;
1261 @end example
1263 You can also construct an array.  If all the elements of the compound literal
1264 are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
1265 initializers, then the compound literal is an lvalue and can be coerced to a
1266 pointer to its first element, as shown here:
1268 @example
1269 char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
1270 @end example
1272 Array compound literals whose elements are not simple constants are
1273 not very useful, because the compound literal is not an lvalue; ISO C99
1274 specifies that it is, being a temporary object with automatic storage
1275 duration associated with the enclosing block, but GCC does not yet
1276 implement this.  There are currently only two valid ways to use it with
1277 GCC: to subscript it, or initialize
1278 an array variable with it.  The former is probably slower than a
1279 @code{switch} statement, while the latter does the same thing an
1280 ordinary C initializer would do.  Here is an example of
1281 subscripting an array compound literal:
1283 @example
1284 output = ((int[]) @{ 2, x, 28 @}) [input];
1285 @end example
1287 Compound literals for scalar types and union types are is
1288 also allowed, but then the compound literal is equivalent
1289 to a cast.
1291 @node Designated Inits
1292 @section Designated Initializers
1293 @cindex initializers with labeled elements
1294 @cindex labeled elements in initializers
1295 @cindex case labels in initializers
1296 @cindex designated initializers
1298 Standard C89 requires the elements of an initializer to appear in a fixed
1299 order, the same as the order of the elements in the array or structure
1300 being initialized.
1302 In ISO C99 you can give the elements in any order, specifying the array
1303 indices or structure field names they apply to, and GNU C allows this as
1304 an extension in C89 mode as well.  This extension is not
1305 implemented in GNU C++.
1307 To specify an array index, write
1308 @samp{[@var{index}] =} before the element value.  For example,
1310 @example
1311 int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
1312 @end example
1314 @noindent
1315 is equivalent to
1317 @example
1318 int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
1319 @end example
1321 @noindent
1322 The index values must be constant expressions, even if the array being
1323 initialized is automatic.
1325 An alternative syntax for this which has been obsolete since GCC 2.5 but
1326 GCC still accepts is to write @samp{[@var{index}]} before the element
1327 value, with no @samp{=}.
1329 To initialize a range of elements to the same value, write
1330 @samp{[@var{first} ... @var{last}] = @var{value}}.  This is a GNU
1331 extension.  For example,
1333 @example
1334 int widths[] = @{ [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 @};
1335 @end example
1337 @noindent
1338 If the value in it has side-effects, the side-effects will happen only once,
1339 not for each initialized field by the range initializer.
1341 @noindent
1342 Note that the length of the array is the highest value specified
1343 plus one.
1345 In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
1346 with @samp{.@var{fieldname} =} before the element value.  For example,
1347 given the following structure,
1349 @example
1350 struct point @{ int x, y; @};
1351 @end example
1353 @noindent
1354 the following initialization
1356 @example
1357 struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
1358 @end example
1360 @noindent
1361 is equivalent to
1363 @example
1364 struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
1365 @end example
1367 Another syntax which has the same meaning, obsolete since GCC 2.5, is
1368 @samp{@var{fieldname}:}, as shown here:
1370 @example
1371 struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
1372 @end example
1374 @cindex designators
1375 The @samp{[@var{index}]} or @samp{.@var{fieldname}} is known as a
1376 @dfn{designator}.  You can also use a designator (or the obsolete colon
1377 syntax) when initializing a union, to specify which element of the union
1378 should be used.  For example,
1380 @example
1381 union foo @{ int i; double d; @};
1383 union foo f = @{ .d = 4 @};
1384 @end example
1386 @noindent
1387 will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
1388 the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
1389 would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
1390 an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
1392 You can combine this technique of naming elements with ordinary C
1393 initialization of successive elements.  Each initializer element that
1394 does not have a designator applies to the next consecutive element of the
1395 array or structure.  For example,
1397 @example
1398 int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
1399 @end example
1401 @noindent
1402 is equivalent to
1404 @example
1405 int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
1406 @end example
1408 Labeling the elements of an array initializer is especially useful
1409 when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
1410 For example:
1412 @example
1413 int whitespace[256]
1414   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
1415       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
1416 @end example
1418 @cindex designator lists
1419 You can also write a series of @samp{.@var{fieldname}} and
1420 @samp{[@var{index}]} designators before an @samp{=} to specify a
1421 nested subobject to initialize; the list is taken relative to the
1422 subobject corresponding to the closest surrounding brace pair.  For
1423 example, with the @samp{struct point} declaration above:
1425 @example
1426 struct point ptarray[10] = @{ [2].y = yv2, [2].x = xv2, [0].x = xv0 @};
1427 @end example
1429 @noindent
1430 If the same field is initialized multiple times, it will have value from
1431 the last initialization.  If any such overridden initialization has
1432 side-effect, it is unspecified whether the side-effect happens or not.
1433 Currently, gcc will discard them and issue a warning.
1435 @node Case Ranges
1436 @section Case Ranges
1437 @cindex case ranges
1438 @cindex ranges in case statements
1440 You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
1441 like this:
1443 @example
1444 case @var{low} ... @var{high}:
1445 @end example
1447 @noindent
1448 This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
1449 labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
1451 This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
1453 @example
1454 case 'A' ... 'Z':
1455 @end example
1457 @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
1458 it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
1459 write this:
1461 @example
1462 case 1 ... 5:
1463 @end example
1465 @noindent
1466 rather than this:
1468 @example
1469 case 1...5:
1470 @end example
1472 @node Cast to Union
1473 @section Cast to a Union Type
1474 @cindex cast to a union
1475 @cindex union, casting to a
1477 A cast to union type is similar to other casts, except that the type
1478 specified is a union type.  You can specify the type either with
1479 @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
1480 a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
1481 normal casts.  (@xref{Compound Literals}.)
1483 The types that may be cast to the union type are those of the members
1484 of the union.  Thus, given the following union and variables:
1486 @example
1487 union foo @{ int i; double d; @};
1488 int x;
1489 double y;
1490 @end example
1492 @noindent
1493 both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union} foo.
1495 Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
1496 union type is equivalent to storing in a member of the union:
1498 @example
1499 union foo u;
1500 @dots{}
1501 u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
1502 u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
1503 @end example
1505 You can also use the union cast as a function argument:
1507 @example
1508 void hack (union foo);
1509 @dots{}
1510 hack ((union foo) x);
1511 @end example
1513 @node Mixed Declarations
1514 @section Mixed Declarations and Code
1515 @cindex mixed declarations and code
1516 @cindex declarations, mixed with code
1517 @cindex code, mixed with declarations
1519 ISO C99 and ISO C++ allow declarations and code to be freely mixed
1520 within compound statements.  As an extension, GCC also allows this in
1521 C89 mode.  For example, you could do:
1523 @example
1524 int i;
1525 @dots{}
1526 i++;
1527 int j = i + 2;
1528 @end example
1530 Each identifier is visible from where it is declared until the end of
1531 the enclosing block.
1533 @node Function Attributes
1534 @section Declaring Attributes of Functions
1535 @cindex function attributes
1536 @cindex declaring attributes of functions
1537 @cindex functions that never return
1538 @cindex functions that have no side effects
1539 @cindex functions in arbitrary sections
1540 @cindex functions that behave like malloc
1541 @cindex @code{volatile} applied to function
1542 @cindex @code{const} applied to function
1543 @cindex functions with @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments
1544 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1545 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1546 @cindex functions that do not pop the argument stack on the 386
1548 In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
1549 which help the compiler optimize function calls and check your code more
1550 carefully.
1552 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
1553 attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
1554 attribute specification inside double parentheses.  Fourteen attributes,
1555 @code{noreturn}, @code{pure}, @code{const}, @code{format},
1556 @code{format_arg}, @code{no_instrument_function}, @code{section},
1557 @code{constructor}, @code{destructor}, @code{unused}, @code{weak},
1558 @code{malloc}, @code{alias} and @code{no_check_memory_usage} are
1559 currently defined for functions.  Several other attributes are defined
1560 for functions on particular target systems.  Other attributes, including
1561 @code{section} are supported for variables declarations (@pxref{Variable
1562 Attributes}) and for types (@pxref{Type Attributes}).
1564 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
1565 each keyword.  This allows you to use them in header files without
1566 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
1567 you may use @code{__noreturn__} instead of @code{noreturn}.
1569 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
1570 attributes.
1572 @table @code
1573 @cindex @code{noreturn} function attribute
1574 @item noreturn
1575 A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
1576 cannot return.  GNU CC knows this automatically.  Some programs define
1577 their own functions that never return.  You can declare them
1578 @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
1580 @smallexample
1581 void fatal () __attribute__ ((noreturn));
1583 void
1584 fatal (@dots{})
1586   @dots{} /* @r{Print error message.} */ @dots{}
1587   exit (1);
1589 @end smallexample
1591 The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
1592 @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
1593 would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
1594 better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
1595 uninitialized variables.
1597 Do not assume that registers saved by the calling function are
1598 restored before calling the @code{noreturn} function.
1600 It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
1601 type other than @code{void}.
1603 The attribute @code{noreturn} is not implemented in GNU C versions
1604 earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
1605 not return, which works in the current version and in some older
1606 versions, is as follows:
1608 @smallexample
1609 typedef void voidfn ();
1611 volatile voidfn fatal;
1612 @end smallexample
1614 @cindex @code{pure} function attribute
1615 @item pure
1616 Many functions have no effects except the return value and their
1617 return value depends only on the parameters and/or global variables.
1618 Such a function can be subject
1619 to common subexpression elimination and loop optimization just as an
1620 arithmetic operator would be.  These functions should be declared
1621 with the attribute @code{pure}.  For example,
1623 @smallexample
1624 int square (int) __attribute__ ((pure));
1625 @end smallexample
1627 @noindent
1628 says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
1629 fewer times than the program says.
1631 Some of common examples of pure functions are @code{strlen} or @code{memcmp}.
1632 Interesting non-pure functions are functions with infinite loops or those
1633 depending on volatile memory or other system resource, that may change between
1634 two consecutive calls (such as @code{feof} in a multithreading environment).
1636 The attribute @code{pure} is not implemented in GNU C versions earlier
1637 than 2.96.
1638 @cindex @code{const} function attribute
1639 @item const
1640 Many functions do not examine any values except their arguments, and
1641 have no effects except the return value.  Basically this is just slightly
1642 more strict class than the "pure" attribute above, since function is not
1643 allowed to read global memory.
1645 @cindex pointer arguments
1646 Note that a function that has pointer arguments and examines the data
1647 pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
1648 function that calls a non-@code{const} function usually must not be
1649 @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
1650 return @code{void}.
1652 The attribute @code{const} is not implemented in GNU C versions earlier
1653 than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
1654 effects, which works in the current version and in some older versions,
1655 is as follows:
1657 @smallexample
1658 typedef int intfn ();
1660 extern const intfn square;
1661 @end smallexample
1663 This approach does not work in GNU C++ from 2.6.0 on, since the language
1664 specifies that the @samp{const} must be attached to the return value.
1667 @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
1668 @cindex @code{format} function attribute
1669 The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf},
1670 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style arguments which
1671 should be type-checked against a format string.  For example, the
1672 declaration:
1674 @smallexample
1675 extern int
1676 my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
1677       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
1678 @end smallexample
1680 @noindent
1681 causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
1682 for consistency with the @code{printf} style format string argument
1683 @code{my_format}.
1685 The parameter @var{archetype} determines how the format string is
1686 interpreted, and should be @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime}
1687 or @code{strfmon}.  (You can also use @code{__printf__},
1688 @code{__scanf__}, @code{__strftime__} or @code{__strfmon__}.)  The
1689 parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1690 string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
1691 number of the first argument to check against the format string.  For
1692 functions where the arguments are not available to be checked (such as
1693 @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
1694 compiler only checks the format string for consistency.  For
1695 @code{strftime} formats, the third parameter is required to be zero.
1697 In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
1698 argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
1699 start with the third argument, so the correct parameters for the format
1700 attribute are 2 and 3.
1702 The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
1703 which take format strings as arguments, so that GNU CC can check the
1704 calls to these functions for errors.  The compiler always (unless
1705 @samp{-ffreestanding} is used) checks formats
1706 for the standard library functions @code{printf}, @code{fprintf},
1707 @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf}, @code{strftime},
1708 @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
1709 warnings are requested (using @samp{-Wformat}), so there is no need to
1710 modify the header file @file{stdio.h}.  In C99 mode, the functions
1711 @code{snprintf}, @code{vsnprintf}, @code{vscanf}, @code{vfscanf} and
1712 @code{vsscanf} are also checked.  Except in strictly conforming C
1713 standard modes, the X/Open function @code{strfmon} is also checked.
1714 @xref{C Dialect Options,,Options Controlling C Dialect}.
1716 @item format_arg (@var{string-index})
1717 @cindex @code{format_arg} function attribute
1718 The @code{format_arg} attribute specifies that a function takes a format
1719 string for a @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or
1720 @code{strfmon} style function and modifies it (for example, to translate
1721 it into another language), so the result can be passed to a
1722 @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} style
1723 function (with the remaining arguments to the format function the same
1724 as they would have been for the unmodified string).  For example, the
1725 declaration:
1727 @smallexample
1728 extern char *
1729 my_dgettext (char *my_domain, const char *my_format)
1730       __attribute__ ((format_arg (2)));
1731 @end smallexample
1733 @noindent
1734 causes the compiler to check the arguments in calls to a @code{printf},
1735 @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon} type function, whose
1736 format string argument is a call to the @code{my_dgettext} function, for
1737 consistency with the format string argument @code{my_format}.  If the
1738 @code{format_arg} attribute had not been specified, all the compiler
1739 could tell in such calls to format functions would be that the format
1740 string argument is not constant; this would generate a warning when
1741 @code{-Wformat-nonliteral} is used, but the calls could not be checked
1742 without the attribute.
1744 The parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
1745 string argument (starting from 1).
1747 The @code{format-arg} attribute allows you to identify your own
1748 functions which modify format strings, so that GNU CC can check the
1749 calls to @code{printf}, @code{scanf}, @code{strftime} or @code{strfmon}
1750 type function whose operands are a call to one of your own function.
1751 The compiler always treats @code{gettext}, @code{dgettext}, and
1752 @code{dcgettext} in this manner except when strict ISO C support is
1753 requested by @samp{-ansi} or an appropriate @samp{-std} option, or
1754 @samp{-ffreestanding} is used.  @xref{C Dialect Options,,Options
1755 Controlling C Dialect}.
1757 @item no_instrument_function
1758 @cindex @code{no_instrument_function} function attribute
1759 If @samp{-finstrument-functions} is given, profiling function calls will
1760 be generated at entry and exit of most user-compiled functions.
1761 Functions with this attribute will not be so instrumented.
1763 @item section ("section-name")
1764 @cindex @code{section} function attribute
1765 Normally, the compiler places the code it generates in the @code{text} section.
1766 Sometimes, however, you need additional sections, or you need certain
1767 particular functions to appear in special sections.  The @code{section}
1768 attribute specifies that a function lives in a particular section.
1769 For example, the declaration:
1771 @smallexample
1772 extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));
1773 @end smallexample
1775 @noindent
1776 puts the function @code{foobar} in the @code{bar} section.
1778 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
1779 attribute is not available on all platforms.
1780 If you need to map the entire contents of a module to a particular
1781 section, consider using the facilities of the linker instead.
1783 @item constructor
1784 @itemx destructor
1785 @cindex @code{constructor} function attribute
1786 @cindex @code{destructor} function attribute
1787 The @code{constructor} attribute causes the function to be called
1788 automatically before execution enters @code{main ()}.  Similarly, the
1789 @code{destructor} attribute causes the function to be called
1790 automatically after @code{main ()} has completed or @code{exit ()} has
1791 been called.  Functions with these attributes are useful for
1792 initializing data that will be used implicitly during the execution of
1793 the program.
1795 These attributes are not currently implemented for Objective C.
1797 @item unused
1798 This attribute, attached to a function, means that the function is meant
1799 to be possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for this
1800 function.  GNU C++ does not currently support this attribute as
1801 definitions without parameters are valid in C++.
1803 @item weak
1804 @cindex @code{weak} attribute
1805 The @code{weak} attribute causes the declaration to be emitted as a weak
1806 symbol rather than a global.  This is primarily useful in defining
1807 library functions which can be overridden in user code, though it can
1808 also be used with non-function declarations.  Weak symbols are supported
1809 for ELF targets, and also for a.out targets when using the GNU assembler
1810 and linker.
1812 @item malloc
1813 @cindex @code{malloc} attribute
1814 The @code{malloc} attribute is used to tell the compiler that a function
1815 may be treated as if it were the malloc function.  The compiler assumes
1816 that calls to malloc result in a pointers that cannot alias anything.
1817 This will often improve optimization.
1819 @item alias ("target")
1820 @cindex @code{alias} attribute
1821 The @code{alias} attribute causes the declaration to be emitted as an
1822 alias for another symbol, which must be specified.  For instance,
1824 @smallexample
1825 void __f () @{ /* do something */; @}
1826 void f () __attribute__ ((weak, alias ("__f")));
1827 @end smallexample
1829 declares @samp{f} to be a weak alias for @samp{__f}.  In C++, the
1830 mangled name for the target must be used.
1832 Not all target machines support this attribute.
1834 @item no_check_memory_usage
1835 @cindex @code{no_check_memory_usage} function attribute
1836 The @code{no_check_memory_usage} attribute causes GNU CC to omit checks
1837 of memory references when it generates code for that function.  Normally
1838 if you specify @samp{-fcheck-memory-usage} (see @pxref{Code Gen
1839 Options}), GNU CC generates calls to support routines before most memory
1840 accesses to permit support code to record usage and detect uses of
1841 uninitialized or unallocated storage.  Since GNU CC cannot handle
1842 @code{asm} statements properly they are not allowed in such functions.
1843 If you declare a function with this attribute, GNU CC will not generate
1844 memory checking code for that function, permitting the use of @code{asm}
1845 statements without having to compile that function with different
1846 options.  This also allows you to write support routines of your own if
1847 you wish, without getting infinite recursion if they get compiled with
1848 @code{-fcheck-memory-usage}.
1850 @item regparm (@var{number})
1851 @cindex functions that are passed arguments in registers on the 386
1852 On the Intel 386, the @code{regparm} attribute causes the compiler to
1853 pass up to @var{number} integer arguments in registers @var{EAX},
1854 @var{EDX}, and @var{ECX} instead of on the stack.  Functions that take a
1855 variable number of arguments will continue to be passed all of their
1856 arguments on the stack.
1858 @item stdcall
1859 @cindex functions that pop the argument stack on the 386
1860 On the Intel 386, the @code{stdcall} attribute causes the compiler to
1861 assume that the called function will pop off the stack space used to
1862 pass arguments, unless it takes a variable number of arguments.
1864 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{stdcall}
1865 attribute.
1867 @item cdecl
1868 @cindex functions that do pop the argument stack on the 386
1869 On the Intel 386, the @code{cdecl} attribute causes the compiler to
1870 assume that the calling function will pop off the stack space used to
1871 pass arguments.  This is
1872 useful to override the effects of the @samp{-mrtd} switch.
1874 The PowerPC compiler for Windows NT currently ignores the @code{cdecl}
1875 attribute.
1877 @item longcall
1878 @cindex functions called via pointer on the RS/6000 and PowerPC
1879 On the RS/6000 and PowerPC, the @code{longcall} attribute causes the
1880 compiler to always call the function via a pointer, so that functions
1881 which reside further than 64 megabytes (67,108,864 bytes) from the
1882 current location can be called.
1884 @item long_call/short_call
1885 @cindex indirect calls on ARM
1886 This attribute allows to specify how to call a particular function on
1887 ARM.  Both attributes override the @code{-mlong-calls} (@pxref{ARM Options})
1888 command line switch and @code{#pragma long_calls} settings.  The
1889 @code{long_call} attribute causes the compiler to always call the
1890 function by first loading its address into a register and then using the
1891 contents of that register.   The @code{short_call} attribute always places
1892 the offset to the function from the call site into the @samp{BL}
1893 instruction directly.
1895 @item dllimport
1896 @cindex functions which are imported from a dll on PowerPC Windows NT
1897 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllimport} attribute causes
1898 the compiler to call the function via a global pointer to the function
1899 pointer that is set up by the Windows NT dll library.  The pointer name
1900 is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1902 @item dllexport
1903 @cindex functions which are exported from a dll on PowerPC Windows NT
1904 On the PowerPC running Windows NT, the @code{dllexport} attribute causes
1905 the compiler to provide a global pointer to the function pointer, so
1906 that it can be called with the @code{dllimport} attribute.  The pointer
1907 name is formed by combining @code{__imp_} and the function name.
1909 @item exception (@var{except-func} [, @var{except-arg}])
1910 @cindex functions which specify exception handling on PowerPC Windows NT
1911 On the PowerPC running Windows NT, the @code{exception} attribute causes
1912 the compiler to modify the structured exception table entry it emits for
1913 the declared function.  The string or identifier @var{except-func} is
1914 placed in the third entry of the structured exception table.  It
1915 represents a function, which is called by the exception handling
1916 mechanism if an exception occurs.  If it was specified, the string or
1917 identifier @var{except-arg} is placed in the fourth entry of the
1918 structured exception table.
1920 @item function_vector
1921 @cindex calling functions through the function vector on the H8/300 processors
1922 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1923 function should be called through the function vector.  Calling a
1924 function through the function vector will reduce code size, however;
1925 the function vector has a limited size (maximum 128 entries on the H8/300
1926 and 64 entries on the H8/300H) and shares space with the interrupt vector.
1928 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1929 this option to work correctly.
1931 @item interrupt_handler
1932 @cindex interrupt handler functions on the H8/300 processors
1933 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1934 function is an interrupt handler.  The compiler will generate function
1935 entry and exit sequences suitable for use in an interrupt handler when this
1936 attribute is present.
1938 @item interrupt
1939 @cindex interrupt handler functions
1940 Use this option on the ARM, AVR and M32R/D ports to indicate that the
1941 specified function is an interrupt handler.  The compiler will generate
1942 function entry and exit sequences suitable for use in an interrupt
1943 handler when this attribute is present.
1945 Note, interrupt handlers for the H8/300 and H8/300H processors can be
1946 specified via the @code{interrupt_handler} attribute.
1948 Note, on the AVR interrupts will be enabled inside the function.
1950 Note, for the ARM you can specify the kind of interrupt to be handled by
1951 adding an optional parameter to the interrupt attribute like this:
1953 @smallexample
1954 void f () __attribute__ ((interrupt ("IRQ")));
1955 @end smallexample
1957 Permissible values for this parameter are: IRQ, FIQ, SWI, ABORT and UNDEF.
1959 @item eightbit_data
1960 @cindex eight bit data on the H8/300 and H8/300H
1961 Use this option on the H8/300 and H8/300H to indicate that the specified
1962 variable should be placed into the eight bit data section.
1963 The compiler will generate more efficient code for certain operations
1964 on data in the eight bit data area.  Note the eight bit data area is limited to
1965 256 bytes of data.
1967 You must use GAS and GLD from GNU binutils version 2.7 or later for
1968 this option to work correctly.
1970 @item tiny_data
1971 @cindex tiny data section on the H8/300H
1972 Use this option on the H8/300H to indicate that the specified
1973 variable should be placed into the tiny data section.
1974 The compiler will generate more efficient code for loads and stores
1975 on data in the tiny data section.  Note the tiny data area is limited to
1976 slightly under 32kbytes of data.
1978 @item signal
1979 @cindex signal handler functions on the AVR processors
1980 Use this option on the AVR to indicate that the specified
1981 function is an signal handler.  The compiler will generate function
1982 entry and exit sequences suitable for use in an signal handler when this
1983 attribute is present. Interrupts will be disabled inside function.
1985 @item naked
1986 @cindex function without a prologue/epilogue code
1987 Use this option on the ARM or AVR ports to indicate that the specified
1988 function do not need prologue/epilogue sequences generated by the
1989 compiler.  It is up to the programmer to provide these sequences.
1991 @item model (@var{model-name})
1992 @cindex function addressability on the M32R/D
1993 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object,
1994 and the code generated for a function.
1995 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
1996 or @code{large}, representing each of the code models.
1998 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
1999 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction), and are
2000 callable with the @code{bl} instruction.
2002 Medium model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2003 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2004 and are callable with the @code{bl} instruction.
2006 Large model objects may live anywhere in the 32-bit address space (the
2007 compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their addresses),
2008 and may not be reachable with the @code{bl} instruction (the compiler will
2009 generate the much slower @code{seth/add3/jl} instruction sequence).
2011 @end table
2013 You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
2014 by commas within the double parentheses or by immediately following an
2015 attribute declaration with another attribute declaration.
2017 @cindex @code{#pragma}, reason for not using
2018 @cindex pragma, reason for not using
2019 Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that
2020 ISO C's @code{#pragma} should be used instead.  At the time
2021 @code{__attribute__} was designed, there were two reasons for not doing
2022 this.
2024 @enumerate
2025 @item
2026 It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
2028 @item
2029 There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
2030 compiler.
2031 @end enumerate
2033 These two reasons applied to almost any application that might have been
2034 proposed for @code{#pragma}.  It was basically a mistake to use
2035 @code{#pragma} for @emph{anything}.
2037 The ISO C99 standard includes @code{_Pragma}, which now allows pragmas
2038 to be generated from macros.  In addition, a @code{#pragma GCC}
2039 namespace is now in use for GCC-specific pragmas.  However, it has been
2040 found convenient to use @code{__attribute__} to achieve a natural
2041 attachment of attributes to their corresponding declarations, whereas
2042 @code{#pragma GCC} is of use for constructs that do not naturally form
2043 part of the grammar.  @xref{Other Directives,,Miscellaneous
2044 Preprocessing Directives, cpp, The C Preprocessor}.
2046 @node Attribute Syntax
2047 @section Attribute Syntax
2048 @cindex attribute syntax
2050 This section describes the syntax with which @code{__attribute__} may be
2051 used, and the constructs to which attribute specifiers bind, for the C
2052 language.  Some details may vary for C++ and Objective C.  Because of
2053 infelicities in the grammar for attributes, some forms described here
2054 may not be successfully parsed in all cases.
2056 @xref{Function Attributes}, for details of the semantics of attributes
2057 applying to functions.  @xref{Variable Attributes}, for details of the
2058 semantics of attributes applying to variables.  @xref{Type Attributes},
2059 for details of the semantics of attributes applying to structure, union
2060 and enumerated types.
2062 An @dfn{attribute specifier} is of the form
2063 @code{__attribute__ ((@var{attribute-list}))}.  An @dfn{attribute list}
2064 is a possibly empty comma-separated sequence of @dfn{attributes}, where
2065 each attribute is one of the following:
2067 @itemize @bullet
2068 @item
2069 Empty.  Empty attributes are ignored.
2071 @item
2072 A word (which may be an identifier such as @code{unused}, or a reserved
2073 word such as @code{const}).
2075 @item
2076 A word, followed by, in parentheses, parameters for the attribute.
2077 These parameters take one of the following forms:
2079 @itemize @bullet
2080 @item
2081 An identifier.  For example, @code{mode} attributes use this form.
2083 @item
2084 An identifier followed by a comma and a non-empty comma-separated list
2085 of expressions.  For example, @code{format} attributes use this form.
2087 @item
2088 A possibly empty comma-separated list of expressions.  For example,
2089 @code{format_arg} attributes use this form with the list being a single
2090 integer constant expression, and @code{alias} attributes use this form
2091 with the list being a single string constant.
2092 @end itemize
2093 @end itemize
2095 An @dfn{attribute specifier list} is a sequence of one or more attribute
2096 specifiers, not separated by any other tokens.
2098 An attribute specifier list may appear after the colon following a
2099 label, other than a @code{case} or @code{default} label.  The only
2100 attribute it makes sense to use after a label is @code{unused}.  This
2101 feature is intended for code generated by programs which contains labels
2102 that may be unused but which is compiled with @option{-Wall}.  It would
2103 not normally be appropriate to use in it human-written code, though it
2104 could be useful in cases where the code that jumps to the label is
2105 contained within an @code{#ifdef} conditional.
2107 An attribute specifier list may appear as part of a @code{struct},
2108 @code{union} or @code{enum} specifier.  It may go either immediately
2109 after the @code{struct}, @code{union} or @code{enum} keyword, or after
2110 the closing brace.  It is ignored if the content of the structure, union
2111 or enumerated type is not defined in the specifier in which the
2112 attribute specifier list is used---that is, in usages such as
2113 @code{struct __attribute__((foo)) bar} with no following opening brace.
2114 Where attribute specifiers follow the closing brace, they are considered
2115 to relate to the structure, union or enumerated type defined, not to any
2116 enclosing declaration the type specifier appears in, and the type
2117 defined is not complete until after the attribute specifiers.
2118 @c Otherwise, there would be the following problems: a shift/reduce
2119 @c conflict between attributes binding the the struct/union/enum and
2120 @c binding to the list of specifiers/qualifiers; and "aligned"
2121 @c attributes could use sizeof for the structure, but the size could be
2122 @c changed later by "packed" attributes.
2124 Otherwise, an attribute specifier appears as part of a declaration,
2125 counting declarations of unnamed parameters and type names, and relates
2126 to that declaration (which may be nested in another declaration, for
2127 example in the case of a parameter declaration).  In future, attribute
2128 specifiers in some places may however apply to a particular declarator
2129 within a declaration instead; these cases are noted below.
2131 Any list of specifiers and qualifiers at the start of a declaration may
2132 contain attribute specifiers, whether or not such a list may in that
2133 context contain storage class specifiers.  (Some attributes, however,
2134 are essentially in the nature of storage class specifiers, and only make
2135 sense where storage class specifiers may be used; for example,
2136 @code{section}.)  There is one necessary limitation to this syntax: the
2137 first old-style parameter declaration in a function definition cannot
2138 begin with an attribute specifier, because such an attribute applies to
2139 the function instead by syntax described below (which, however, is not
2140 yet implemented in this case).  In some other cases, attribute
2141 specifiers are permitted by this grammar but not yet supported by the
2142 compiler.  All attribute specifiers in this place relate to the
2143 declaration as a whole.  In the obsolencent usage where a type of
2144 @code{int} is implied by the absence of type specifiers, such a list of
2145 specifiers and qualifiers may be an attribute specifier list with no
2146 other specifiers or qualifiers.
2148 An attribute specifier list may appear immediately before a declarator
2149 (other than the first) in a comma-separated list of declarators in a
2150 declaration of more than one identifier using a single list of
2151 specifiers and qualifiers.  At present, such attribute specifiers apply
2152 not only to the identifier before whose declarator they appear, but to
2153 all subsequent identifiers declared in that declaration, but in future
2154 they may apply only to that single identifier.  For example, in
2155 @code{__attribute__((noreturn)) void d0 (void),
2156 __attribute__((format(printf, 1, 2))) d1 (const char *, ...), d2
2157 (void)}, the @code{noreturn} attribute applies to all the functions
2158 declared; the @code{format} attribute should only apply to @code{d1},
2159 but at present applies to @code{d2} as well (and so causes an error).
2161 An attribute specifier list may appear immediately before the comma,
2162 @code{=} or semicolon terminating the declaration of an identifier other
2163 than a function definition.  At present, such attribute specifiers apply
2164 to the declared object or function, but in future they may attach to the
2165 outermost adjacent declarator.  In simple cases there is no difference,
2166 but, for example, in @code{void (****f)(void)
2167 __attribute__((noreturn));}, at present the @code{noreturn} attribute
2168 applies to @code{f}, which causes a warning since @code{f} is not a
2169 function, but in future it may apply to the function @code{****f}.  The
2170 precise semantics of what attributes in such cases will apply to are not
2171 yet specified.  Where an assembler name for an object or function is
2172 specified (@pxref{Asm Labels}), at present the attribute must follow the
2173 @code{asm} specification; in future, attributes before the @code{asm}
2174 specification may apply to the adjacent declarator, and those after it
2175 to the declared object or function.
2177 An attribute specifier list may, in future, be permitted to appear after
2178 the declarator in a function definition (before any old-style parameter
2179 declarations or the function body).
2181 An attribute specifier list may appear at the start of a nested
2182 declarator.  At present, there are some limitations in this usage: the
2183 attributes apply to the identifer declared, and to all subsequent
2184 identifiers declared in that declaration (if it includes a
2185 comma-separated list of declarators), rather than to a specific
2186 declarator.  When attribute specifiers follow the @code{*} of a pointer
2187 declarator, they must presently follow any type qualifiers present, and
2188 cannot be mixed with them.  The following describes intended future
2189 semantics which make this syntax more useful only.  It will make the
2190 most sense if you are familiar with the formal specification of
2191 declarators in the ISO C standard.
2193 Consider (as in C99 subclause 6.7.5 paragraph 4) a declaration @code{T
2194 D1}, where @code{T} contains declaration specifiers that specify a type
2195 @var{Type} (such as @code{int}) and @code{D1} is a declarator that
2196 contains an identifier @var{ident}.  The type specified for @var{ident}
2197 for derived declarators whose type does not include an attribute
2198 specifier is as in the ISO C standard.
2200 If @code{D1} has the form @code{( @var{attribute-specifier-list} D )},
2201 and the declaration @code{T D} specifies the type
2202 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2203 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2204 @var{attribute-specifier-list} @var{Type}'' for @var{ident}.
2206 If @code{D1} has the form @code{*
2207 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} D}, and the
2208 declaration @code{T D} specifies the type
2209 ``@var{derived-declarator-type-list} @var{Type}'' for @var{ident}, then
2210 @code{T D1} specifies the type ``@var{derived-declarator-type-list}
2211 @var{type-qualifier-and-attribute-specifier-list} @var{Type}'' for
2212 @var{ident}.
2214 For example, @code{void (__attribute__((noreturn)) ****f)();} specifies
2215 the type ``pointer to pointer to pointer to pointer to non-returning
2216 function returning @code{void}''.  As another example, @code{char
2217 *__attribute__((aligned(8))) *f;} specifies the type ``pointer to
2218 8-byte-aligned pointer to @code{char}''.  Note again that this describes
2219 intended future semantics, not current implementation.
2221 @node Function Prototypes
2222 @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
2223 @cindex function prototype declarations
2224 @cindex old-style function definitions
2225 @cindex promotion of formal parameters
2227 GNU C extends ISO C to allow a function prototype to override a later
2228 old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
2230 @example
2231 /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
2232 #ifdef __STDC__
2233 #define P(x) x
2234 #else
2235 #define P(x) ()
2236 #endif
2238 /* @r{Prototype function declaration.}  */
2239 int isroot P((uid_t));
2241 /* @r{Old-style function definition.}  */
2243 isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
2244      uid_t x;
2246   return x == 0;
2248 @end example
2250 Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ISO C does
2251 not allow this example, because subword arguments in old-style
2252 non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
2253 function definition's argument is really an @code{int}, which does not
2254 match the prototype argument type of @code{short}.
2256 This restriction of ISO C makes it hard to write code that is portable
2257 to traditional C compilers, because the programmer does not know
2258 whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
2259 @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
2260 to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
2261 function prototype argument type overrides the argument type specified
2262 by a later old-style definition if the former type is the same as the
2263 latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
2264 equivalent to the following:
2266 @example
2267 int isroot (uid_t);
2270 isroot (uid_t x)
2272   return x == 0;
2274 @end example
2276 GNU C++ does not support old-style function definitions, so this
2277 extension is irrelevant.
2279 @node C++ Comments
2280 @section C++ Style Comments
2281 @cindex //
2282 @cindex C++ comments
2283 @cindex comments, C++ style
2285 In GNU C, you may use C++ style comments, which start with @samp{//} and
2286 continue until the end of the line.  Many other C implementations allow
2287 such comments, and they are likely to be in a future C standard.
2288 However, C++ style comments are not recognized if you specify
2289 @w{@samp{-ansi}}, a @option{-std} option specifying a version of ISO C
2290 before C99, or @w{@samp{-traditional}}, since they are incompatible
2291 with traditional constructs like @code{dividend//*comment*/divisor}.
2293 @node Dollar Signs
2294 @section Dollar Signs in Identifier Names
2295 @cindex $
2296 @cindex dollar signs in identifier names
2297 @cindex identifier names, dollar signs in
2299 In GNU C, you may normally use dollar signs in identifier names.
2300 This is because many traditional C implementations allow such identifiers.
2301 However, dollar signs in identifiers are not supported on a few target
2302 machines, typically because the target assembler does not allow them.
2304 @node Character Escapes
2305 @section The Character @key{ESC} in Constants
2307 You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
2308 stand for the ASCII character @key{ESC}.
2310 @node Alignment
2311 @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
2312 @cindex alignment
2313 @cindex type alignment
2314 @cindex variable alignment
2316 The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
2317 is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
2318 syntax is just like @code{sizeof}.
2320 For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
2321 aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
2322 This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
2323 designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
2325 Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
2326 data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
2327 reports the @emph{recommended} alignment of a type.
2329 When the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type, the
2330 value is the largest alignment that the lvalue is known to have.  It may
2331 have this alignment as a result of its data type, or because it is part of
2332 a structure and inherits alignment from that structure.  For example, after
2333 this declaration:
2335 @example
2336 struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
2337 @end example
2339 @noindent
2340 the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is probably 2 or 4, the same as
2341 @code{__alignof__ (int)}, even though the data type of @code{foo1.y}
2342 does not itself demand any alignment.@refill
2344 It is an error to ask for the alignment of an incomplete type.
2346 A related feature which lets you specify the alignment of an object is
2347 @code{__attribute__ ((aligned (@var{alignment})))}; see the following
2348 section.
2350 @node Variable Attributes
2351 @section Specifying Attributes of Variables
2352 @cindex attribute of variables
2353 @cindex variable attributes
2355 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2356 attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
2357 by an attribute specification inside double parentheses.  Eight
2358 attributes are currently defined for variables: @code{aligned},
2359 @code{mode}, @code{nocommon}, @code{packed}, @code{section},
2360 @code{transparent_union}, @code{unused}, and @code{weak}.  Some other
2361 attributes are defined for variables on particular target systems.  Other
2362 attributes are available for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2363 for types (@pxref{Type Attributes}).  Other front-ends might define more
2364 attributes (@pxref{C++ Extensions,,Extensions to the C++ Language}).
2366 You may also specify attributes with @samp{__} preceding and following
2367 each keyword.  This allows you to use them in header files without
2368 being concerned about a possible macro of the same name.  For example,
2369 you may use @code{__aligned__} instead of @code{aligned}.
2371 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2372 attributes.
2374 @table @code
2375 @cindex @code{aligned} attribute
2376 @item aligned (@var{alignment})
2377 This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
2378 structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
2380 @smallexample
2381 int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
2382 @end smallexample
2384 @noindent
2385 causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
2386 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
2387 an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
2388 requires 16-byte aligned operands.
2390 You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
2391 create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
2393 @smallexample
2394 struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
2395 @end smallexample
2397 @noindent
2398 This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
2399 that forces the union to be double-word aligned.
2401 It is not possible to specify the alignment of functions; the alignment
2402 of functions is determined by the machine's requirements and cannot be
2403 changed.  You cannot specify alignment for a typedef name because such a
2404 name is just an alias, not a distinct type.
2406 As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment
2407 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or
2408 structure field.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2409 and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum
2410 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2411 example, you could write:
2413 @smallexample
2414 short array[3] __attribute__ ((aligned));
2415 @end smallexample
2417 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned} attribute
2418 specification, the compiler automatically sets the alignment for the declared
2419 variable or field to the largest alignment which is ever used for any data
2420 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often make
2421 copy operations more efficient, because the compiler can use whatever
2422 instructions copy the biggest chunks of memory when performing copies to
2423 or from the variables or fields that you have aligned this way.
2425 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2426 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2428 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2429 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2430 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2431 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2432 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2433 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2434 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2435 alignment.  See your linker documentation for further information.
2437 @item mode (@var{mode})
2438 @cindex @code{mode} attribute
2439 This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
2440 type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
2441 request an integer or floating point type according to its width.
2443 You may also specify a mode of @samp{byte} or @samp{__byte__} to
2444 indicate the mode corresponding to a one-byte integer, @samp{word} or
2445 @samp{__word__} for the mode of a one-word integer, and @samp{pointer}
2446 or @samp{__pointer__} for the mode used to represent pointers.
2448 @item nocommon
2449 @cindex @code{nocommon} attribute
2450 This attribute specifies requests GNU CC not to place a variable
2451 ``common'' but instead to allocate space for it directly.  If you
2452 specify the @samp{-fno-common} flag, GNU CC will do this for all
2453 variables.
2455 Specifying the @code{nocommon} attribute for a variable provides an
2456 initialization of zeros.  A variable may only be initialized in one
2457 source file.
2459 @item packed
2460 @cindex @code{packed} attribute
2461 The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
2462 should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
2463 and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
2464 @code{aligned} attribute.
2466 Here is a structure in which the field @code{x} is packed, so that it
2467 immediately follows @code{a}:
2469 @example
2470 struct foo
2472   char a;
2473   int x[2] __attribute__ ((packed));
2475 @end example
2477 @item section ("section-name")
2478 @cindex @code{section} variable attribute
2479 Normally, the compiler places the objects it generates in sections like
2480 @code{data} and @code{bss}.  Sometimes, however, you need additional sections,
2481 or you need certain particular variables to appear in special sections,
2482 for example to map to special hardware.  The @code{section}
2483 attribute specifies that a variable (or function) lives in a particular
2484 section.  For example, this small program uses several specific section names:
2486 @smallexample
2487 struct duart a __attribute__ ((section ("DUART_A"))) = @{ 0 @};
2488 struct duart b __attribute__ ((section ("DUART_B"))) = @{ 0 @};
2489 char stack[10000] __attribute__ ((section ("STACK"))) = @{ 0 @};
2490 int init_data __attribute__ ((section ("INITDATA"))) = 0;
2492 main()
2494   /* Initialize stack pointer */
2495   init_sp (stack + sizeof (stack));
2497   /* Initialize initialized data */
2498   memcpy (&init_data, &data, &edata - &data);
2500   /* Turn on the serial ports */
2501   init_duart (&a);
2502   init_duart (&b);
2504 @end smallexample
2506 @noindent
2507 Use the @code{section} attribute with an @emph{initialized} definition
2508 of a @emph{global} variable, as shown in the example.  GNU CC issues
2509 a warning and otherwise ignores the @code{section} attribute in
2510 uninitialized variable declarations.
2512 You may only use the @code{section} attribute with a fully initialized
2513 global definition because of the way linkers work.  The linker requires
2514 each object be defined once, with the exception that uninitialized
2515 variables tentatively go in the @code{common} (or @code{bss}) section
2516 and can be multiply "defined".  You can force a variable to be
2517 initialized with the @samp{-fno-common} flag or the @code{nocommon}
2518 attribute.
2520 Some file formats do not support arbitrary sections so the @code{section}
2521 attribute is not available on all platforms.
2522 If you need to map the entire contents of a module to a particular
2523 section, consider using the facilities of the linker instead.
2525 @item shared
2526 @cindex @code{shared} variable attribute
2527 On Windows NT, in addition to putting variable definitions in a named 
2528 section, the section can also be shared among all running copies of an 
2529 executable or DLL. For example, this small program defines shared data 
2530 by putting it in a named section "shared" and marking the section 
2531 shareable:
2533 @smallexample
2534 int foo __attribute__((section ("shared"), shared)) = 0;
2537 main()
2539   /* Read and write foo. All running copies see the same value. */
2540   return 0;
2542 @end smallexample
2544 @noindent
2545 You may only use the @code{shared} attribute along with @code{section}
2546 attribute with a fully initialized global definition because of the way 
2547 linkers work.  See @code{section} attribute for more information.
2549 The @code{shared} attribute is only available on Windows NT.
2551 @item transparent_union
2552 This attribute, attached to a function parameter which is a union, means
2553 that the corresponding argument may have the type of any union member,
2554 but the argument is passed as if its type were that of the first union
2555 member.  For more details see @xref{Type Attributes}.  You can also use
2556 this attribute on a @code{typedef} for a union data type; then it
2557 applies to all function parameters with that type.
2559 @item unused
2560 This attribute, attached to a variable, means that the variable is meant
2561 to be possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for this
2562 variable.
2564 @item weak
2565 The @code{weak} attribute is described in @xref{Function Attributes}.
2567 @item model (@var{model-name})
2568 @cindex variable addressability on the M32R/D
2569 Use this attribute on the M32R/D to set the addressability of an object.
2570 The identifier @var{model-name} is one of @code{small}, @code{medium},
2571 or @code{large}, representing each of the code models.
2573 Small model objects live in the lower 16MB of memory (so that their
2574 addresses can be loaded with the @code{ld24} instruction).
2576 Medium and large model objects may live anywhere in the 32-bit address space
2577 (the compiler will generate @code{seth/add3} instructions to load their
2578 addresses).
2580 @end table
2582 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2583 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2584 packed))}.
2586 @node Type Attributes
2587 @section Specifying Attributes of Types
2588 @cindex attribute of types
2589 @cindex type attributes
2591 The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
2592 attributes of @code{struct} and @code{union} types when you define such
2593 types.  This keyword is followed by an attribute specification inside
2594 double parentheses.  Four attributes are currently defined for types:
2595 @code{aligned}, @code{packed}, @code{transparent_union}, and @code{unused}.
2596 Other attributes are defined for functions (@pxref{Function Attributes}) and
2597 for variables (@pxref{Variable Attributes}).
2599 You may also specify any one of these attributes with @samp{__}
2600 preceding and following its keyword.  This allows you to use these
2601 attributes in header files without being concerned about a possible
2602 macro of the same name.  For example, you may use @code{__aligned__}
2603 instead of @code{aligned}.
2605 You may specify the @code{aligned} and @code{transparent_union}
2606 attributes either in a @code{typedef} declaration or just past the
2607 closing curly brace of a complete enum, struct or union type
2608 @emph{definition} and the @code{packed} attribute only past the closing
2609 brace of a definition.
2611 You may also specify attributes between the enum, struct or union
2612 tag and the name of the type rather than after the closing brace.
2614 @xref{Attribute Syntax}, for details of the exact syntax for using
2615 attributes.
2617 @table @code
2618 @cindex @code{aligned} attribute
2619 @item aligned (@var{alignment})
2620 This attribute specifies a minimum alignment (in bytes) for variables
2621 of the specified type.  For example, the declarations:
2623 @smallexample
2624 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned (8)));
2625 typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
2626 @end smallexample
2628 @noindent
2629 force the compiler to insure (as far as it can) that each variable whose
2630 type is @code{struct S} or @code{more_aligned_int} will be allocated and
2631 aligned @emph{at least} on a 8-byte boundary.  On a Sparc, having all
2632 variables of type @code{struct S} aligned to 8-byte boundaries allows
2633 the compiler to use the @code{ldd} and @code{std} (doubleword load and
2634 store) instructions when copying one variable of type @code{struct S} to
2635 another, thus improving run-time efficiency.
2637 Note that the alignment of any given @code{struct} or @code{union} type
2638 is required by the ISO C standard to be at least a perfect multiple of
2639 the lowest common multiple of the alignments of all of the members of
2640 the @code{struct} or @code{union} in question.  This means that you @emph{can}
2641 effectively adjust the alignment of a @code{struct} or @code{union}
2642 type by attaching an @code{aligned} attribute to any one of the members
2643 of such a type, but the notation illustrated in the example above is a
2644 more obvious, intuitive, and readable way to request the compiler to
2645 adjust the alignment of an entire @code{struct} or @code{union} type.
2647 As in the preceding example, you can explicitly specify the alignment
2648 (in bytes) that you wish the compiler to use for a given @code{struct}
2649 or @code{union} type.  Alternatively, you can leave out the alignment factor
2650 and just ask the compiler to align a type to the maximum
2651 useful alignment for the target machine you are compiling for.  For
2652 example, you could write:
2654 @smallexample
2655 struct S @{ short f[3]; @} __attribute__ ((aligned));
2656 @end smallexample
2658 Whenever you leave out the alignment factor in an @code{aligned}
2659 attribute specification, the compiler automatically sets the alignment
2660 for the type to the largest alignment which is ever used for any data
2661 type on the target machine you are compiling for.  Doing this can often
2662 make copy operations more efficient, because the compiler can use
2663 whatever instructions copy the biggest chunks of memory when performing
2664 copies to or from the variables which have types that you have aligned
2665 this way.
2667 In the example above, if the size of each @code{short} is 2 bytes, then
2668 the size of the entire @code{struct S} type is 6 bytes.  The smallest
2669 power of two which is greater than or equal to that is 8, so the
2670 compiler sets the alignment for the entire @code{struct S} type to 8
2671 bytes.
2673 Note that although you can ask the compiler to select a time-efficient
2674 alignment for a given type and then declare only individual stand-alone
2675 objects of that type, the compiler's ability to select a time-efficient
2676 alignment is primarily useful only when you plan to create arrays of
2677 variables having the relevant (efficiently aligned) type.  If you
2678 declare or use arrays of variables of an efficiently-aligned type, then
2679 it is likely that your program will also be doing pointer arithmetic (or
2680 subscripting, which amounts to the same thing) on pointers to the
2681 relevant type, and the code that the compiler generates for these
2682 pointer arithmetic operations will often be more efficient for
2683 efficiently-aligned types than for other types.
2685 The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
2686 can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
2688 Note that the effectiveness of @code{aligned} attributes may be limited
2689 by inherent limitations in your linker.  On many systems, the linker is
2690 only able to arrange for variables to be aligned up to a certain maximum
2691 alignment.  (For some linkers, the maximum supported alignment may
2692 be very very small.)  If your linker is only able to align variables
2693 up to a maximum of 8 byte alignment, then specifying @code{aligned(16)}
2694 in an @code{__attribute__} will still only provide you with 8 byte
2695 alignment.  See your linker documentation for further information.
2697 @item packed
2698 This attribute, attached to an @code{enum}, @code{struct}, or
2699 @code{union} type definition, specified that the minimum required memory
2700 be used to represent the type.
2702 Specifying this attribute for @code{struct} and @code{union} types is
2703 equivalent to specifying the @code{packed} attribute on each of the
2704 structure or union members.  Specifying the @samp{-fshort-enums}
2705 flag on the line is equivalent to specifying the @code{packed}
2706 attribute on all @code{enum} definitions.
2708 You may only specify this attribute after a closing curly brace on an
2709 @code{enum} definition, not in a @code{typedef} declaration, unless that
2710 declaration also contains the definition of the @code{enum}.
2712 @item transparent_union
2713 This attribute, attached to a @code{union} type definition, indicates
2714 that any function parameter having that union type causes calls to that
2715 function to be treated in a special way.
2717 First, the argument corresponding to a transparent union type can be of
2718 any type in the union; no cast is required.  Also, if the union contains
2719 a pointer type, the corresponding argument can be a null pointer
2720 constant or a void pointer expression; and if the union contains a void
2721 pointer type, the corresponding argument can be any pointer expression.
2722 If the union member type is a pointer, qualifiers like @code{const} on
2723 the referenced type must be respected, just as with normal pointer
2724 conversions.
2726 Second, the argument is passed to the function using the calling
2727 conventions of first member of the transparent union, not the calling
2728 conventions of the union itself.  All members of the union must have the
2729 same machine representation; this is necessary for this argument passing
2730 to work properly.
2732 Transparent unions are designed for library functions that have multiple
2733 interfaces for compatibility reasons.  For example, suppose the
2734 @code{wait} function must accept either a value of type @code{int *} to
2735 comply with Posix, or a value of type @code{union wait *} to comply with
2736 the 4.1BSD interface.  If @code{wait}'s parameter were @code{void *},
2737 @code{wait} would accept both kinds of arguments, but it would also
2738 accept any other pointer type and this would make argument type checking
2739 less useful.  Instead, @code{<sys/wait.h>} might define the interface
2740 as follows:
2742 @smallexample
2743 typedef union
2744   @{
2745     int *__ip;
2746     union wait *__up;
2747   @} wait_status_ptr_t __attribute__ ((__transparent_union__));
2749 pid_t wait (wait_status_ptr_t);
2750 @end smallexample
2752 This interface allows either @code{int *} or @code{union wait *}
2753 arguments to be passed, using the @code{int *} calling convention.
2754 The program can call @code{wait} with arguments of either type:
2756 @example
2757 int w1 () @{ int w; return wait (&w); @}
2758 int w2 () @{ union wait w; return wait (&w); @}
2759 @end example
2761 With this interface, @code{wait}'s implementation might look like this:
2763 @example
2764 pid_t wait (wait_status_ptr_t p)
2766   return waitpid (-1, p.__ip, 0);
2768 @end example
2770 @item unused
2771 When attached to a type (including a @code{union} or a @code{struct}),
2772 this attribute means that variables of that type are meant to appear
2773 possibly unused.  GNU CC will not produce a warning for any variables of
2774 that type, even if the variable appears to do nothing.  This is often
2775 the case with lock or thread classes, which are usually defined and then
2776 not referenced, but contain constructors and destructors that have
2777 nontrivial bookkeeping functions.
2779 @end table
2781 To specify multiple attributes, separate them by commas within the
2782 double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
2783 packed))}.
2785 @node Inline
2786 @section An Inline Function is As Fast As a Macro
2787 @cindex inline functions
2788 @cindex integrating function code
2789 @cindex open coding
2790 @cindex macros, inline alternative
2792 By declaring a function @code{inline}, you can direct GNU CC to
2793 integrate that function's code into the code for its callers.  This
2794 makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
2795 addition, if any of the actual argument values are constant, their known
2796 values may permit simplifications at compile time so that not all of the
2797 inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
2798 less predictable; object code may be larger or smaller with function
2799 inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
2800 optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
2801 you don't use @samp{-O}, no function is really inline.
2803 Inline functions are included in the ISO C99 standard, but there are
2804 currently substantial differences between what GCC implements and what
2805 the ISO C99 standard requires.
2807 To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
2808 declaration, like this:
2810 @example
2811 inline int
2812 inc (int *a)
2814   (*a)++;
2816 @end example
2818 (If you are writing a header file to be included in ISO C programs, write
2819 @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
2820 You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
2821 @samp{-finline-functions}. 
2823 Note that certain usages in a function definition can make it unsuitable
2824 for inline substitution.  Among these usages are: use of varargs, use of
2825 alloca, use of variable sized data types (@pxref{Variable Length}),
2826 use of computed goto (@pxref{Labels as Values}), use of nonlocal goto,
2827 and nested functions (@pxref{Nested Functions}).  Using @samp{-Winline}
2828 will warn when a function marked @code{inline} could not be substituted,
2829 and will give the reason for the failure.
2831 Note that in C and Objective C, unlike C++, the @code{inline} keyword
2832 does not affect the linkage of the function.
2834 @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
2835 @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
2836 @cindex member fns, automatically @code{inline}
2837 @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
2838 GNU CC automatically inlines member functions defined within the class
2839 body of C++ programs even if they are not explicitly declared
2840 @code{inline}.  (You can override this with @samp{-fno-default-inline};
2841 @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
2843 @cindex inline functions, omission of
2844 When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
2845 function are integrated into the caller, and the function's address is
2846 never used, then the function's own assembler code is never referenced.
2847 In this case, GNU CC does not actually output assembler code for the
2848 function, unless you specify the option @samp{-fkeep-inline-functions}.
2849 Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
2850 calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
2851 neither can recursive calls within the definition).  If there is a
2852 nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
2853 usual.  The function must also be compiled as usual if the program
2854 refers to its address, because that can't be inlined.
2856 @cindex non-static inline function
2857 When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
2858 that there may be calls from other source files; since a global symbol can
2859 be defined only once in any program, the function must not be defined in
2860 the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
2861 Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
2862 own in the usual fashion.
2864 If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
2865 definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
2866 is the function compiled on its own, not even if you refer to its
2867 address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
2868 if you had only declared the function, and had not defined it.
2870 This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
2871 effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
2872 a header file with these keywords, and put another copy of the
2873 definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
2874 The definition in the header file will cause most calls to the function
2875 to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
2876 the single copy in the library.
2878 For future compatibility with when GCC implements ISO C99 semantics for
2879 inline functions, it is best to use @code{static inline} only.  (The
2880 existing semantics will remain available when @option{-std=gnu89} is
2881 specified, but eventually the default will be @option{-std=gnu99} and
2882 that will implement the C99 semantics, though it does not do so yet.)
2884 GNU C does not inline any functions when not optimizing.  It is not
2885 clear whether it is better to inline or not, in this case, but we found
2886 that a correct implementation when not optimizing was difficult.  So we
2887 did the easy thing, and turned it off.
2889 @node Extended Asm
2890 @section Assembler Instructions with C Expression Operands
2891 @cindex extended @code{asm}
2892 @cindex @code{asm} expressions
2893 @cindex assembler instructions
2894 @cindex registers
2896 In an assembler instruction using @code{asm}, you can specify the
2897 operands of the instruction using C expressions.  This means you need not
2898 guess which registers or memory locations will contain the data you want
2899 to use.
2901 You must specify an assembler instruction template much like what
2902 appears in a machine description, plus an operand constraint string for
2903 each operand.
2905 For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
2907 @example
2908 asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
2909 @end example
2911 @noindent
2912 Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
2913 @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
2914 operand constraint, saying that a floating point register is required.
2915 The @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all
2916 output operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the
2917 same language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
2919 Each operand is described by an operand-constraint string followed by
2920 the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
2921 template from the first output operand and another separates the last
2922 output operand from the first input, if any.  Commas separate the
2923 operands within each group.  The total number of operands is limited to
2924 ten or to the maximum number of operands in any instruction pattern in
2925 the machine description, whichever is greater.
2927 If there are no output operands but there are input operands, you must
2928 place two consecutive colons surrounding the place where the output
2929 operands would go.
2931 Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
2932 The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check
2933 whether the operands have data types that are reasonable for the
2934 instruction being executed.  It does not parse the assembler instruction
2935 template and does not know what it means or even whether it is valid
2936 assembler input.  The extended @code{asm} feature is most often used for
2937 machine instructions the compiler itself does not know exist.  If
2938 the output expression cannot be directly addressed (for example, it is a
2939 bit field), your constraint must allow a register.  In that case, GNU CC
2940 will use the register as the output of the @code{asm}, and then store
2941 that register into the output.
2943 The ordinary output operands must be write-only; GNU CC will assume that
2944 the values in these operands before the instruction are dead and need
2945 not be generated.  Extended asm supports input-output or read-write
2946 operands.  Use the constraint character @samp{+} to indicate such an
2947 operand and list it with the output operands.
2949 When the constraints for the read-write operand (or the operand in which
2950 only some of the bits are to be changed) allows a register, you may, as
2951 an alternative, logically split its function into two separate operands,
2952 one input operand and one write-only output operand.  The connection
2953 between them is expressed by constraints which say they need to be in
2954 the same location when the instruction executes.  You can use the same C
2955 expression for both operands, or different expressions.  For example,
2956 here we write the (fictitious) @samp{combine} instruction with
2957 @code{bar} as its read-only source operand and @code{foo} as its
2958 read-write destination:
2960 @example
2961 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
2962 @end example
2964 @noindent
2965 The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the
2966 same location as operand 0.  A digit in constraint is allowed only in an
2967 input operand and it must refer to an output operand.
2969 Only a digit in the constraint can guarantee that one operand will be in
2970 the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value
2971 of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
2972 same place in the generated assembler code.  The following would not
2973 work reliably:
2975 @example
2976 asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
2977 @end example
2979 Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
2980 different registers; GNU CC knows no reason not to do so.  For example, the
2981 compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
2982 use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
2983 register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
2984 since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
2985 code, the result will not work, but GNU CC can't tell that.
2987 Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this,
2988 write a third colon after the input operands, followed by the names of
2989 the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic
2990 example for the VAX:
2992 @example
2993 asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
2994               : /* no outputs */
2995               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
2996               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
2997 @end example
2999 You may not write a clobber description in a way that overlaps with an
3000 input or output operand.  For example, you may not have an operand
3001 describing a register class with one member if you mention that register
3002 in the clobber list.  There is no way for you to specify that an input
3003 operand is modified without also specifying it as an output
3004 operand.  Note that if all the output operands you specify are for this
3005 purpose (and hence unused), you will then also need to specify
3006 @code{volatile} for the @code{asm} construct, as described below, to
3007 prevent GNU CC from deleting the @code{asm} statement as unused.
3009 If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
3010 you will probably have to list the register after the third colon to
3011 tell the compiler the register's value is modified.  In some assemblers,
3012 the register names begin with @samp{%}; to produce one @samp{%} in the
3013 assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
3015 If your assembler instruction can alter the condition code register, add
3016 @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GNU CC on some machines
3017 represents the condition codes as a specific hardware register;
3018 @samp{cc} serves to name this register.  On other machines, the
3019 condition code is handled differently, and specifying @samp{cc} has no
3020 effect.  But it is valid no matter what the machine.
3022 If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
3023 fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.  This
3024 will cause GNU CC to not keep memory values cached in registers across
3025 the assembler instruction.  You will also want to add the
3026 @code{volatile} keyword if the memory affected is not listed in the
3027 inputs or outputs of the @code{asm}, as the @samp{memory} clobber does
3028 not count as a side-effect of the @code{asm}.
3030 You can put multiple assembler instructions together in a single
3031 @code{asm} template, separated by the characters normally used in assembly
3032 code for the system.  A combination that works in most places is a newline
3033 to break the line, plus a tab character to move to the instruction field
3034 (written as @samp{\n\t}).  Sometimes semicolons can be used, if the
3035 assembler allows semicolons as a line-breaking character.  Note that some
3036 assembler dialects use semicolons to start a comment.
3037 The input operands are guaranteed not to use any of the clobbered
3038 registers, and neither will the output operands' addresses, so you can
3039 read and write the clobbered registers as many times as you like.  Here
3040 is an example of multiple instructions in a template; it assumes the
3041 subroutine @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
3043 @example
3044 asm ("movl %0,r9\n\tmovl %1,r10\n\tcall _foo"
3045      : /* no outputs */
3046      : "g" (from), "g" (to)
3047      : "r9", "r10");
3048 @end example
3050 Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GNU CC
3051 may allocate it in the same register as an unrelated input operand, on
3052 the assumption the inputs are consumed before the outputs are produced.
3053 This assumption may be false if the assembler code actually consists of
3054 more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
3055 operand that may not overlap an input.  @xref{Modifiers}.
3057 If you want to test the condition code produced by an assembler
3058 instruction, you must include a branch and a label in the @code{asm}
3059 construct, as follows:
3061 @example
3062 asm ("clr %0\n\tfrob %1\n\tbeq 0f\n\tmov #1,%0\n0:"
3063      : "g" (result)
3064      : "g" (input));
3065 @end example
3067 @noindent
3068 This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
3069 and most Unix assemblers do.
3071 Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
3072 supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps, and
3073 therefore they cannot take account of them when deciding how to
3074 optimize.
3076 @cindex macros containing @code{asm}
3077 Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
3078 encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
3080 @example
3081 #define sin(x)       \
3082 (@{ double __value, __arg = (x);   \
3083    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
3084    __value; @})
3085 @end example
3087 @noindent
3088 Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
3089 operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
3090 arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
3092 Another way to make sure the instruction operates on the correct data
3093 type is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
3094 variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
3095 example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
3096 @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
3097 argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
3098 using a pointer unless the caller explicitly casts it.
3100 If an @code{asm} has output operands, GNU CC assumes for optimization
3101 purposes the instruction has no side effects except to change the output
3102 operands.  This does not mean instructions with a side effect cannot be
3103 used, but you must be careful, because the compiler may eliminate them
3104 if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
3105 replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also,
3106 if your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
3107 appears not to change, the old value of the variable may be reused later
3108 if it happens to be found in a register.
3110 You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
3111 significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
3112 the @code{asm}.  For example:
3114 @example
3115 #define get_and_set_priority(new)  \
3116 (@{ int __old; \
3117    asm volatile ("get_and_set_priority %0, %1": "=g" (__old) : "g" (new)); \
3118    __old; @})
3119 @end example
3121 @noindent
3122 If you write an @code{asm} instruction with no outputs, GNU CC will know
3123 the instruction has side-effects and will not delete the instruction or
3124 move it outside of loops.
3126 The @code{volatile} keyword indicates that the instruction has
3127 important side-effects.  GCC will not delete a volatile @code{asm} if
3128 it is reachable.  (The instruction can still be deleted if GCC can
3129 prove that control-flow will never reach the location of the
3130 instruction.)  In addition, GCC will not reschedule instructions
3131 across a volatile @code{asm} instruction.  For example:
3133 @example
3134 *(volatile int *)addr = foo;
3135 asm volatile ("eieio" : : );
3136 @end example
3138 @noindent 
3139 Assume @code{addr} contains the address of a memory mapped device
3140 register.  The PowerPC @code{eieio} instruction (Enforce In-order
3141 Execution of I/O) tells the cpu to make sure that the store to that
3142 device register happens before it issues any other I/O.
3144 Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
3145 that appear insignificant to the compiler, such as across jump
3146 instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
3147 instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
3148 output, use a single @code{asm}.  Also, GCC will perform some
3149 optimizations across a volatile @code{asm} instruction; GCC does not
3150 ``forget everything'' when it encounters a volatile @code{asm}
3151 instruction the way some other compilers do.
3153 An @code{asm} instruction without any operands or clobbers (an ``old
3154 style'' @code{asm}) will be treated identically to a volatile
3155 @code{asm} instruction.
3157 It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
3158 code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
3159 implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
3160 is that output operands might need reloading, which would result in
3161 additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
3162 instructions would alter the condition code before there was time to
3163 test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
3164 ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
3166 For reasons similar to those described above, it is not possible to give
3167 an assembler instruction access to the condition code left by previous
3168 instructions.
3170 If you are writing a header file that should be includable in ISO C
3171 programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
3172 Keywords}.
3174 @subsection i386 floating point asm operands
3176 There are several rules on the usage of stack-like regs in
3177 asm_operands insns.  These rules apply only to the operands that are
3178 stack-like regs:
3180 @enumerate
3181 @item
3182 Given a set of input regs that die in an asm_operands, it is
3183 necessary to know which are implicitly popped by the asm, and
3184 which must be explicitly popped by gcc.
3186 An input reg that is implicitly popped by the asm must be
3187 explicitly clobbered, unless it is constrained to match an
3188 output operand.
3190 @item
3191 For any input reg that is implicitly popped by an asm, it is
3192 necessary to know how to adjust the stack to compensate for the pop.
3193 If any non-popped input is closer to the top of the reg-stack than
3194 the implicitly popped reg, it would not be possible to know what the
3195 stack looked like --- it's not clear how the rest of the stack ``slides
3196 up''.
3198 All implicitly popped input regs must be closer to the top of
3199 the reg-stack than any input that is not implicitly popped.
3201 It is possible that if an input dies in an insn, reload might
3202 use the input reg for an output reload.  Consider this example:
3204 @example
3205 asm ("foo" : "=t" (a) : "f" (b));
3206 @end example
3208 This asm says that input B is not popped by the asm, and that
3209 the asm pushes a result onto the reg-stack, ie, the stack is one
3210 deeper after the asm than it was before.  But, it is possible that
3211 reload will think that it can use the same reg for both the input and
3212 the output, if input B dies in this insn.
3214 If any input operand uses the @code{f} constraint, all output reg
3215 constraints must use the @code{&} earlyclobber.
3217 The asm above would be written as
3219 @example
3220 asm ("foo" : "=&t" (a) : "f" (b));
3221 @end example
3223 @item
3224 Some operands need to be in particular places on the stack.  All
3225 output operands fall in this category --- there is no other way to
3226 know which regs the outputs appear in unless the user indicates
3227 this in the constraints.
3229 Output operands must specifically indicate which reg an output
3230 appears in after an asm.  @code{=f} is not allowed: the operand
3231 constraints must select a class with a single reg.
3233 @item
3234 Output operands may not be ``inserted'' between existing stack regs.
3235 Since no 387 opcode uses a read/write operand, all output operands
3236 are dead before the asm_operands, and are pushed by the asm_operands.
3237 It makes no sense to push anywhere but the top of the reg-stack.
3239 Output operands must start at the top of the reg-stack: output
3240 operands may not ``skip'' a reg.
3242 @item
3243 Some asm statements may need extra stack space for internal
3244 calculations.  This can be guaranteed by clobbering stack registers
3245 unrelated to the inputs and outputs.
3247 @end enumerate
3249 Here are a couple of reasonable asms to want to write.  This asm
3250 takes one input, which is internally popped, and produces two outputs.
3252 @example
3253 asm ("fsincos" : "=t" (cos), "=u" (sin) : "0" (inp));
3254 @end example
3256 This asm takes two inputs, which are popped by the @code{fyl2xp1} opcode,
3257 and replaces them with one output.  The user must code the @code{st(1)}
3258 clobber for reg-stack.c to know that @code{fyl2xp1} pops both inputs.
3260 @example
3261 asm ("fyl2xp1" : "=t" (result) : "0" (x), "u" (y) : "st(1)");
3262 @end example
3264 @ifclear INTERNALS
3265 @c Show the details on constraints if they do not appear elsewhere in
3266 @c the manual
3267 @include md.texi
3268 @end ifclear
3270 @node Asm Labels
3271 @section Controlling Names Used in Assembler Code
3272 @cindex assembler names for identifiers
3273 @cindex names used in assembler code
3274 @cindex identifiers, names in assembler code
3276 You can specify the name to be used in the assembler code for a C
3277 function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
3278 keyword after the declarator as follows:
3280 @example
3281 int foo asm ("myfoo") = 2;
3282 @end example
3284 @noindent
3285 This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
3286 the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
3287 @samp{_foo}.
3289 On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
3290 function or variable, this feature allows you to define names for the
3291 linker that do not start with an underscore.
3293 It does not make sense to use this feature with a non-static local
3294 variable since such variables do not have assembler names.  If you are
3295 trying to put the variable in a particular register, see @ref{Explicit
3296 Reg Vars}.  GCC presently accepts such code with a warning, but will
3297 probably be changed to issue an error, rather than a warning, in the
3298 future.
3300 You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
3301 you can get the same effect by writing a declaration for the function
3302 before its definition and putting @code{asm} there, like this:
3304 @example
3305 extern func () asm ("FUNC");
3307 func (x, y)
3308      int x, y;
3309 @dots{}
3310 @end example
3312 It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
3313 conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
3314 register name; that would produce completely invalid assembler code.  GNU
3315 CC does not as yet have the ability to store static variables in registers.
3316 Perhaps that will be added.
3318 @node Explicit Reg Vars
3319 @section Variables in Specified Registers
3320 @cindex explicit register variables
3321 @cindex variables in specified registers
3322 @cindex specified registers
3323 @cindex registers, global allocation
3325 GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
3326 registers.  You can also specify the register in which an ordinary
3327 register variable should be allocated.
3329 @itemize @bullet
3330 @item
3331 Global register variables reserve registers throughout the program.
3332 This may be useful in programs such as programming language
3333 interpreters which have a couple of global variables that are accessed
3334 very often.
3336 @item
3337 Local register variables in specific registers do not reserve the
3338 registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
3339 where the specified registers contain live values, and where they are
3340 available for other uses.  Stores into local register variables may be deleted
3341 when they appear to be dead according to dataflow analysis.  References
3342 to local register variables may be deleted or moved or simplified.
3344 These local variables are sometimes convenient for use with the extended
3345 @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
3346 output of the assembler instruction directly into a particular register.
3347 (This will work provided the register you specify fits the constraints
3348 specified for that operand in the @code{asm}.)
3349 @end itemize
3351 @menu
3352 * Global Reg Vars::
3353 * Local Reg Vars::
3354 @end menu
3356 @node Global Reg Vars
3357 @subsection Defining Global Register Variables
3358 @cindex global register variables
3359 @cindex registers, global variables in
3361 You can define a global register variable in GNU C like this:
3363 @example
3364 register int *foo asm ("a5");
3365 @end example
3367 @noindent
3368 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
3369 register which is normally saved and restored by function calls on your
3370 machine, so that library routines will not clobber it.
3372 Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
3373 conditionalize your program according to cpu type.  The register
3374 @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
3375 type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
3376 register that is not affected magically by the function call mechanism.
3378 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
3379 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
3380 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
3382 Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
3383 automatically, but first we need to figure out how it should choose and
3384 how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
3386 Defining a global register variable in a certain register reserves that
3387 register entirely for this use, at least within the current compilation.
3388 The register will not be allocated for any other purpose in the functions
3389 in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
3390 these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
3391 would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
3392 simplified.
3394 It is not safe to access the global register variables from signal
3395 handlers, or from more than one thread of control, because the system
3396 library routines may temporarily use the register for other things (unless
3397 you recompile them specially for the task at hand).
3399 @cindex @code{qsort}, and global register variables
3400 It is not safe for one function that uses a global register variable to
3401 call another such function @code{foo} by way of a third function
3402 @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e. in a
3403 different source file in which the variable wasn't declared).  This is
3404 because @code{lose} might save the register and put some other value there.
3405 For example, you can't expect a global register variable to be available in
3406 the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
3407 might have put something else in that register.  (If you are prepared to
3408 recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
3409 solve this problem.)
3411 If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
3412 actually use your global register variable, so that they will not use that
3413 register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
3414 option @samp{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
3415 register declaration to their source code.
3417 A function which can alter the value of a global register variable cannot
3418 safely be called from a function compiled without this variable, because it
3419 could clobber the value the caller expects to find there on return.
3420 Therefore, the function which is the entry point into the part of the
3421 program that uses the global register variable must explicitly save and
3422 restore the value which belongs to its caller.
3424 @cindex register variable after @code{longjmp}
3425 @cindex global register after @code{longjmp}
3426 @cindex value after @code{longjmp}
3427 @findex longjmp
3428 @findex setjmp
3429 On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
3430 variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
3431 machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
3432 register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
3433 should make other arrangements to save the values of the global register
3434 variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
3435 thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
3437 All global register variable declarations must precede all function
3438 definitions.  If such a declaration could appear after function
3439 definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
3440 being used for other purposes in the preceding functions.
3442 Global register variables may not have initial values, because an
3443 executable file has no means to supply initial contents for a register.
3445 On the Sparc, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
3446 registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
3447 as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
3448 g2 are local temporaries.
3450 On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
3451 Of course, it will not do to use more than a few of those.
3453 @node Local Reg Vars
3454 @subsection Specifying Registers for Local Variables
3455 @cindex local variables, specifying registers
3456 @cindex specifying registers for local variables
3457 @cindex registers for local variables
3459 You can define a local register variable with a specified register
3460 like this:
3462 @example
3463 register int *foo asm ("a5");
3464 @end example
3466 @noindent
3467 Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
3468 that this is the same syntax used for defining global register
3469 variables, but for a local variable it would appear within a function.
3471 Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
3472 problem, since specific registers are most often useful with explicit
3473 assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
3474 generally require that you conditionalize your program according to
3475 cpu type.
3477 In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
3478 name the registers; then you would need additional conditionals.  For
3479 example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
3481 Defining such a register variable does not reserve the register; it
3482 remains available for other uses in places where flow control determines
3483 the variable's value is not live.  However, these registers are made
3484 unavailable for use in the reload pass; excessive use of this feature
3485 leaves the compiler too few available registers to compile certain
3486 functions.
3488 This option does not guarantee that GNU CC will generate code that has
3489 this variable in the register you specify at all times.  You may not
3490 code an explicit reference to this register in an @code{asm} statement
3491 and assume it will always refer to this variable.
3493 Stores into local register variables may be deleted when they appear to be dead
3494 according to dataflow analysis.  References to local register variables may
3495 be deleted or moved or simplified.
3497 @node Alternate Keywords
3498 @section Alternate Keywords
3499 @cindex alternate keywords
3500 @cindex keywords, alternate
3502 The option @option{-traditional} disables certain keywords;
3503 @option{-ansi} and the various @option{-std} options disable certain
3504 others.  This causes trouble when you want to use GNU C extensions, or
3505 ISO C features, in a general-purpose header file that should be usable
3506 by all programs, including ISO C programs and traditional ones.  The
3507 keywords @code{asm}, @code{typeof} and @code{inline} cannot be used
3508 since they won't work in a program compiled with @option{-ansi}
3509 (although @code{inline} can be used in a program compiled with
3510 @option{-std=c99}), while the keywords @code{const}, @code{volatile},
3511 @code{signed}, @code{typeof} and @code{inline} won't work in a program
3512 compiled with @option{-traditional}.  The ISO C99 keyword
3513 @code{restrict} is only available when @option{-std=gnu99} (which will
3514 eventually be the default) or @option{-std=c99} (or the equivalent
3515 @option{-std=iso9899:1999}) is used.@refill
3517 The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
3518 end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
3519 instead of @code{asm}, @code{__const__} instead of @code{const}, and
3520 @code{__inline__} instead of @code{inline}.
3522 Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
3523 compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
3524 macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
3526 @example
3527 #ifndef __GNUC__
3528 #define __asm__ asm
3529 #endif
3530 @end example
3532 @findex __extension__
3533 @samp{-pedantic} and other options cause warnings for many GNU C extensions.
3534 You can
3535 prevent such warnings within one expression by writing
3536 @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
3537 effect aside from this.
3539 @node Incomplete Enums
3540 @section Incomplete @code{enum} Types
3542 You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
3543 This results in an incomplete type, much like what you get if you write
3544 @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
3545 which does specify the possible values completes the type.
3547 You can't allocate variables or storage using the type while it is
3548 incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
3550 This extension may not be very useful, but it makes the handling of
3551 @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
3552 are handled.
3554 This extension is not supported by GNU C++.
3556 @node Function Names
3557 @section Function Names as Strings
3558 @cindex @code{__FUNCTION__} identifier
3559 @cindex @code{__PRETTY_FUNCTION__} identifier
3560 @cindex @code{__func__} identifier
3562 GNU CC predefines two magic identifiers to hold the name of the current
3563 function. The identifier @code{__FUNCTION__} holds the name of the function
3564 as it appears in the source. The identifier @code{__PRETTY_FUNCTION__}
3565 holds the name of the function pretty printed in a language specific
3566 fashion.
3568 These names are always the same in a C function, but in a C++ function
3569 they may be different.  For example, this program:
3571 @smallexample
3572 extern "C" @{
3573 extern int printf (char *, ...);
3576 class a @{
3577  public:
3578   sub (int i)
3579     @{
3580       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
3581       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
3582     @}
3586 main (void)
3588   a ax;
3589   ax.sub (0);
3590   return 0;
3592 @end smallexample
3594 @noindent
3595 gives this output:
3597 @smallexample
3598 __FUNCTION__ = sub
3599 __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
3600 @end smallexample
3602 The compiler automagically replaces the identifiers with a string
3603 literal containing the appropriate name. Thus, they are neither
3604 preprocessor macros, like @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, nor
3605 variables. This means that they catenate with other string literals, and
3606 that they can be used to initialize char arrays. For example
3608 @smallexample
3609 char here[] = "Function " __FUNCTION__ " in " __FILE__;
3610 @end smallexample
3612 On the other hand, @samp{#ifdef __FUNCTION__} does not have any special
3613 meaning inside a function, since the preprocessor does not do anything
3614 special with the identifier @code{__FUNCTION__}.
3616 GNU CC also supports the magic word @code{__func__}, defined by the
3617 ISO standard C99:
3619 @display
3620 The identifier @code{__func__} is implicitly declared by the translator
3621 as if, immediately following the opening brace of each function
3622 definition, the declaration
3624 @smallexample
3625 static const char __func__[] = "function-name";
3626 @end smallexample
3628 appeared, where function-name is the name of the lexically-enclosing
3629 function. This name is the unadorned name of the function.
3630 @end display
3632 By this definition, @code{__func__} is a variable, not a string literal.
3633 In particular, @code{__func__} does not catenate with other string
3634 literals.
3636 In @code{C++}, @code{__FUNCTION__} and @code{__PRETTY_FUNCTION__} are
3637 variables, declared in the same way as @code{__func__}.
3639 @node Return Address
3640 @section Getting the Return or Frame Address of a Function
3642 These functions may be used to get information about the callers of a
3643 function.
3645 @table @code
3646 @findex __builtin_return_address
3647 @item __builtin_return_address (@var{level})
3648 This function returns the return address of the current function, or of
3649 one of its callers.  The @var{level} argument is number of frames to
3650 scan up the call stack.  A value of @code{0} yields the return address
3651 of the current function, a value of @code{1} yields the return address
3652 of the caller of the current function, and so forth.
3654 The @var{level} argument must be a constant integer.
3656 On some machines it may be impossible to determine the return address of
3657 any function other than the current one; in such cases, or when the top
3658 of the stack has been reached, this function will return @code{0}.
3660 This function should only be used with a non-zero argument for debugging
3661 purposes.
3663 @findex __builtin_frame_address
3664 @item __builtin_frame_address (@var{level})
3665 This function is similar to @code{__builtin_return_address}, but it
3666 returns the address of the function frame rather than the return address
3667 of the function.  Calling @code{__builtin_frame_address} with a value of
3668 @code{0} yields the frame address of the current function, a value of
3669 @code{1} yields the frame address of the caller of the current function,
3670 and so forth.
3672 The frame is the area on the stack which holds local variables and saved
3673 registers.  The frame address is normally the address of the first word
3674 pushed on to the stack by the function.  However, the exact definition
3675 depends upon the processor and the calling convention.  If the processor
3676 has a dedicated frame pointer register, and the function has a frame,
3677 then @code{__builtin_frame_address} will return the value of the frame
3678 pointer register.
3680 The caveats that apply to @code{__builtin_return_address} apply to this
3681 function as well.
3682 @end table
3684 @node Other Builtins
3685 @section Other built-in functions provided by GNU CC
3686 @cindex builtin functions
3687 @findex __builtin_isgreater
3688 @findex __builtin_isgreaterequal
3689 @findex __builtin_isless
3690 @findex __builtin_islessequal
3691 @findex __builtin_islessgreater
3692 @findex __builtin_isunordered
3693 @findex abort
3694 @findex abs
3695 @findex alloca
3696 @findex bcmp
3697 @findex bzero
3698 @findex cimag
3699 @findex cimagf
3700 @findex cimagl
3701 @findex conj
3702 @findex conjf
3703 @findex conjl
3704 @findex cos
3705 @findex cosf
3706 @findex cosl
3707 @findex creal
3708 @findex crealf
3709 @findex creall
3710 @findex exit
3711 @findex _exit
3712 @findex _Exit
3713 @findex fabs
3714 @findex fabsf
3715 @findex fabsl
3716 @findex ffs
3717 @findex fprintf
3718 @findex fputs
3719 @findex imaxabs
3720 @findex index
3721 @findex labs
3722 @findex llabs
3723 @findex memcmp
3724 @findex memcpy
3725 @findex memset
3726 @findex printf
3727 @findex rindex
3728 @findex sin
3729 @findex sinf
3730 @findex sinl
3731 @findex sqrt
3732 @findex sqrtf
3733 @findex sqrtl
3734 @findex strcat
3735 @findex strchr
3736 @findex strcmp
3737 @findex strcpy
3738 @findex strcspn
3739 @findex strlen
3740 @findex strncat
3741 @findex strncmp
3742 @findex strncpy
3743 @findex strpbrk
3744 @findex strrchr
3745 @findex strspn
3746 @findex strstr
3748 GNU CC provides a large number of built-in functions other than the ones
3749 mentioned above.  Some of these are for internal use in the processing
3750 of exceptions or variable-length argument lists and will not be
3751 documented here because they may change from time to time; we do not
3752 recommend general use of these functions.
3754 The remaining functions are provided for optimization purposes.
3756 GNU CC includes builtin versions of many of the functions in the
3757 standard C library.  The versions prefixed with @code{__builtin_} will
3758 always be treated as having the same meaning as the C library function
3759 even if you specify the @samp{-fno-builtin} (@pxref{C Dialect Options})
3760 option.  Many of these functions are only optimized in certain cases; if
3761 not optimized in a particular case, a call to the library function will
3762 be emitted.
3764 The functions @code{abort}, @code{exit}, @code{_Exit} and @code{_exit}
3765 are recognized and presumed not to return, but otherwise are not built
3766 in.  @code{_exit} is not recognized in strict ISO C mode (@samp{-ansi},
3767 @samp{-std=c89} or @samp{-std=c99}).  @code{_Exit} is not recognized in
3768 strict C89 mode (@samp{-ansi} or @samp{-std=c89}).
3770 Outside strict ISO C mode, the functions @code{alloca}, @code{bcmp},
3771 @code{bzero}, @code{index}, @code{rindex} and @code{ffs} may be handled
3772 as builtins.  Corresponding versions @code{__builtin_alloca},
3773 @code{__builtin_bcmp}, @code{__builtin_bzero}, @code{__builtin_index},
3774 @code{__builtin_rindex} and @code{__builtin_ffs} are also recognized in
3775 strict ISO C mode.
3777 The ISO C99 functions @code{conj}, @code{conjf}, @code{conjl},
3778 @code{creal}, @code{crealf}, @code{creall}, @code{cimag}, @code{cimagf},
3779 @code{cimagl}, @code{llabs} and @code{imaxabs} are handled as builtins
3780 except in strict ISO C89 mode.  There are also builtin versions of the ISO C99
3781 functions @code{cosf}, @code{cosl}, @code{fabsf}, @code{fabsl},
3782 @code{sinf}, @code{sinl}, @code{sqrtf}, and @code{sqrtl}, that are
3783 recognized in any mode since ISO C89 reserves these names for the
3784 purpose to which ISO C99 puts them.  All these functions have
3785 corresponding versions prefixed with @code{__builtin_}.
3787 The following ISO C89 functions are recognized as builtins unless
3788 @samp{-fno-builtin} is specified: @code{abs}, @code{cos}, @code{fabs},
3789 @code{fprintf}, @code{fputs}, @code{labs}, @code{memcmp}, @code{memcpy},
3790 @code{memset}, @code{printf}, @code{sin}, @code{sqrt}, @code{strcat},
3791 @code{strchr}, @code{strcmp}, @code{strcpy}, @code{strcspn},
3792 @code{strlen}, @code{strncat}, @code{strncmp}, @code{strncpy},
3793 @code{strpbrk}, @code{strrchr}, @code{strspn}, and @code{strstr}.  All
3794 of these functions have corresponding versions prefixed with
3795 @code{__builtin_}, except that the version for @code{sqrt} is called
3796 @code{__builtin_fsqrt}.
3798 GNU CC provides builtin versions of the ISO C99 floating point
3799 comparison macros (that avoid raising exceptions for unordered
3800 operands): @code{__builtin_isgreater}, @code{__builtin_isgreaterequal},
3801 @code{__builtin_isless}, @code{__builtin_islessequal},
3802 @code{__builtin_islessgreater}, and @code{__builtin_isunordered}.
3805 @table @code
3806 @findex __builtin_constant_p
3807 @item __builtin_constant_p (@var{exp})
3808 You can use the builtin function @code{__builtin_constant_p} to
3809 determine if a value is known to be constant at compile-time and hence
3810 that GNU CC can perform constant-folding on expressions involving that
3811 value.  The argument of the function is the value to test.  The function
3812 returns the integer 1 if the argument is known to be a compile-time
3813 constant and 0 if it is not known to be a compile-time constant.  A
3814 return of 0 does not indicate that the value is @emph{not} a constant,
3815 but merely that GNU CC cannot prove it is a constant with the specified
3816 value of the @samp{-O} option.
3818 You would typically use this function in an embedded application where
3819 memory was a critical resource.  If you have some complex calculation,
3820 you may want it to be folded if it involves constants, but need to call
3821 a function if it does not.  For example:
3823 @smallexample
3824 #define Scale_Value(X)  \
3825   (__builtin_constant_p (X) ? ((X) * SCALE + OFFSET) : Scale (X))
3826 @end smallexample
3828 You may use this builtin function in either a macro or an inline
3829 function.  However, if you use it in an inlined function and pass an
3830 argument of the function as the argument to the builtin, GNU CC will
3831 never return 1 when you call the inline function with a string constant
3832 or compound literal (@pxref{Compound Literals}) and will not return 1
3833 when you pass a constant numeric value to the inline function unless you
3834 specify the @samp{-O} option.
3836 @findex __builtin_expect
3837 @item __builtin_expect(@var{exp}, @var{c})
3838 You may use @code{__builtin_expect} to provide the compiler with 
3839 branch prediction information.  In general, you should prefer to
3840 use actual profile feedback for this (@samp{-fprofile-arcs}), as
3841 programmers are notoriously bad at predicting how their programs
3842 actually perform.  However, there are applications in which this
3843 data is hard to collect.
3845 The return value is the value of @var{exp}, which should be an
3846 integral expression.  The value of @var{c} must be a compile-time
3847 constant.  The semantics of the builtin are that it is expected
3848 that @var{exp} == @var{c}.  For example:
3850 @smallexample
3851 if (__builtin_expect (x, 0))
3852   foo ();
3853 @end smallexample
3855 @noindent
3856 would indicate that we do not expect to call @code{foo}, since
3857 we expect @code{x} to be zero.  Since you are limited to integral
3858 expressions for @var{exp}, you should use constructions such as
3860 @smallexample
3861 if (__builtin_expect (ptr != NULL, 1))
3862   error ();
3863 @end smallexample
3865 @noindent
3866 when testing pointer or floating-point values.
3867 @end table
3869 @node C++ Extensions
3870 @chapter Extensions to the C++ Language
3871 @cindex extensions, C++ language
3872 @cindex C++ language extensions
3874 The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
3875 can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
3876 want to write code that checks whether these features are available, you can
3877 test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
3878 predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
3879 test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
3880 Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
3882 @menu
3883 * Min and Max::         C++ Minimum and maximum operators.
3884 * Volatiles::           What constitutes an access to a volatile object.
3885 * Restricted Pointers:: C99 restricted pointers and references.
3886 * Vague Linkage::       Where G++ puts inlines, vtables and such.
3887 * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
3888                         declarations and definitions.
3889 * Template Instantiation:: Methods for ensuring that exactly one copy of
3890                         each needed template instantiation is emitted.
3891 * Bound member functions:: You can extract a function pointer to the
3892                         method denoted by a @samp{->*} or @samp{.*} expression.
3893 * C++ Attributes::      Variable, function, and type attributes for C++ only.
3894 * Java Exceptions::     Tweaking exception handling to work with Java.
3895 * Deprecated Features:: Things might disappear from g++.
3896 * Backwards Compatibility:: Compatibilities with earlier definitions of C++.
3897 @end menu
3899 @node Min and Max
3900 @section Minimum and Maximum Operators in C++
3902 It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
3903 ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
3905 @table @code
3906 @item @var{a} <? @var{b}
3907 @findex <?
3908 @cindex minimum operator
3909 is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
3910 @var{a} and @var{b};
3912 @item @var{a} >? @var{b}
3913 @findex >?
3914 @cindex maximum operator
3915 is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
3916 and @var{b}.
3917 @end table
3919 These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
3920 use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
3921 following example.
3923 @example
3924 #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
3925 @end example
3927 @noindent
3928 You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
3929 the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
3931 However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
3932 behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
3933 the smaller counter twice.  A GNU C extension allows you to write safe
3934 macros that avoid this kind of problem (@pxref{Naming Types,,Naming an
3935 Expression's Type}).  However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as
3936 macros also forces you to use function-call notation for a
3937 fundamental arithmetic operation.  Using GNU C++ extensions, you can
3938 write @w{@samp{int min = i <? j;}} instead.
3940 Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
3941 handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
3942 works correctly.
3944 @node Volatiles
3945 @section When is a Volatile Object Accessed?
3946 @cindex accessing volatiles
3947 @cindex volatile read
3948 @cindex volatile write
3949 @cindex volatile access
3951 Both the C and C++ standard have the concept of volatile objects. These
3952 are normally accessed by pointers and used for accessing hardware. The
3953 standards encourage compilers to refrain from optimizations
3954 concerning accesses to volatile objects that it might perform on
3955 non-volatile objects. The C standard leaves it implementation defined
3956 as to what constitutes a volatile access. The C++ standard omits to
3957 specify this, except to say that C++ should behave in a similar manner
3958 to C with respect to volatiles, where possible. The minimum either
3959 standard specifies is that at a sequence point all previous accesses to
3960 volatile objects have stabilized and no subsequent accesses have
3961 occurred. Thus an implementation is free to reorder and combine
3962 volatile accesses which occur between sequence points, but cannot do so
3963 for accesses across a sequence point. The use of volatiles does not
3964 allow you to violate the restriction on updating objects multiple times
3965 within a sequence point.
3967 In most expressions, it is intuitively obvious what is a read and what is
3968 a write. For instance
3970 @example
3971 volatile int *dst = <somevalue>;
3972 volatile int *src = <someothervalue>;
3973 *dst = *src;
3974 @end example
3976 @noindent
3977 will cause a read of the volatile object pointed to by @var{src} and stores the
3978 value into the volatile object pointed to by @var{dst}. There is no
3979 guarantee that these reads and writes are atomic, especially for objects
3980 larger than @code{int}.
3982 Less obvious expressions are where something which looks like an access
3983 is used in a void context. An example would be,
3985 @example
3986 volatile int *src = <somevalue>;
3987 *src;
3988 @end example
3990 With C, such expressions are rvalues, and as rvalues cause a read of
3991 the object, gcc interprets this as a read of the volatile being pointed
3992 to. The C++ standard specifies that such expressions do not undergo
3993 lvalue to rvalue conversion, and that the type of the dereferenced
3994 object may be incomplete. The C++ standard does not specify explicitly
3995 that it is this lvalue to rvalue conversion which is responsible for
3996 causing an access. However, there is reason to believe that it is,
3997 because otherwise certain simple expressions become undefined. However,
3998 because it would surprise most programmers, g++ treats dereferencing a
3999 pointer to volatile object of complete type in a void context as a read
4000 of the object. When the object has incomplete type, g++ issues a
4001 warning.
4003 @example
4004 struct S;
4005 struct T @{int m;@};
4006 volatile S *ptr1 = <somevalue>;
4007 volatile T *ptr2 = <somevalue>;
4008 *ptr1;
4009 *ptr2;
4010 @end example
4012 In this example, a warning is issued for @code{*ptr1}, and @code{*ptr2}
4013 causes a read of the object pointed to. If you wish to force an error on
4014 the first case, you must force a conversion to rvalue with, for instance
4015 a static cast, @code{static_cast<S>(*ptr1)}.
4017 When using a reference to volatile, g++ does not treat equivalent
4018 expressions as accesses to volatiles, but instead issues a warning that
4019 no volatile is accessed. The rationale for this is that otherwise it
4020 becomes difficult to determine where volatile access occur, and not
4021 possible to ignore the return value from functions returning volatile
4022 references. Again, if you wish to force a read, cast the reference to
4023 an rvalue.
4025 @node Restricted Pointers
4026 @section Restricting Pointer Aliasing
4027 @cindex restricted pointers
4028 @cindex restricted references
4029 @cindex restricted this pointer
4031 As with gcc, g++ understands the C99 feature of restricted pointers,
4032 specified with the @code{__restrict__}, or @code{__restrict} type
4033 qualifier. Because you cannot compile C++ by specifying the -std=c99
4034 language flag, @code{restrict} is not a keyword in C++.
4036 In addition to allowing restricted pointers, you can specify restricted
4037 references, which indicate that the reference is not aliased in the local
4038 context.
4040 @example
4041 void fn (int *__restrict__ rptr, int &__restrict__ rref)
4043   @dots{}
4045 @end example
4047 @noindent
4048 In the body of @code{fn}, @var{rptr} points to an unaliased integer and
4049 @var{rref} refers to a (different) unaliased integer.
4051 You may also specify whether a member function's @var{this} pointer is
4052 unaliased by using @code{__restrict__} as a member function qualifier.
4054 @example
4055 void T::fn () __restrict__
4057   @dots{}
4059 @end example
4061 @noindent
4062 Within the body of @code{T::fn}, @var{this} will have the effective
4063 definition @code{T *__restrict__ const this}. Notice that the
4064 interpretation of a @code{__restrict__} member function qualifier is
4065 different to that of @code{const} or @code{volatile} qualifier, in that it
4066 is applied to the pointer rather than the object. This is consistent with
4067 other compilers which implement restricted pointers.
4069 As with all outermost parameter qualifiers, @code{__restrict__} is
4070 ignored in function definition matching. This means you only need to
4071 specify @code{__restrict__} in a function definition, rather than
4072 in a function prototype as well.
4074 @node Vague Linkage
4075 @section Vague Linkage
4076 @cindex vague linkage
4078 There are several constructs in C++ which require space in the object
4079 file but are not clearly tied to a single translation unit.  We say that
4080 these constructs have ``vague linkage''.  Typically such constructs are
4081 emitted wherever they are needed, though sometimes we can be more
4082 clever.
4084 @table @asis
4085 @item Inline Functions
4086 Inline functions are typically defined in a header file which can be
4087 included in many different compilations.  Hopefully they can usually be
4088 inlined, but sometimes an out-of-line copy is necessary, if the address
4089 of the function is taken or if inlining fails.  In general, we emit an
4090 out-of-line copy in all translation units where one is needed.  As an
4091 exception, we only emit inline virtual functions with the vtable, since
4092 it will always require a copy.
4094 Local static variables and string constants used in an inline function
4095 are also considered to have vague linkage, since they must be shared
4096 between all inlined and out-of-line instances of the function.
4098 @item VTables
4099 @cindex vtable
4100 C++ virtual functions are implemented in most compilers using a lookup
4101 table, known as a vtable.  The vtable contains pointers to the virtual
4102 functions provided by a class, and each object of the class contains a
4103 pointer to its vtable (or vtables, in some multiple-inheritance
4104 situations).  If the class declares any non-inline, non-pure virtual
4105 functions, the first one is chosen as the ``key method'' for the class,
4106 and the vtable is only emitted in the translation unit where the key
4107 method is defined.
4109 @emph{Note:} If the chosen key method is later defined as inline, the
4110 vtable will still be emitted in every translation unit which defines it.
4111 Make sure that any inline virtuals are declared inline in the class
4112 body, even if they are not defined there.
4114 @item type_info objects
4115 @cindex type_info
4116 @cindex RTTI
4117 C++ requires information about types to be written out in order to
4118 implement @samp{dynamic_cast}, @samp{typeid} and exception handling.
4119 For polymorphic classes (classes with virtual functions), the type_info
4120 object is written out along with the vtable so that @samp{dynamic_cast}
4121 can determine the dynamic type of a class object at runtime.  For all
4122 other types, we write out the type_info object when it is used: when
4123 applying @samp{typeid} to an expression, throwing an object, or
4124 referring to a type in a catch clause or exception specification.
4126 @item Template Instantiations
4127 Most everything in this section also applies to template instantiations,
4128 but there are other options as well.
4129 @xref{Template Instantiation,,Where's the Template?}.
4131 @end table
4133 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
4134 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, duplicate copies of
4135 these constructs will be discarded at link time.  This is known as
4136 COMDAT support.
4138 On targets that don't support COMDAT, but do support weak symbols, GCC
4139 will use them.  This way one copy will override all the others, but
4140 the unused copies will still take up space in the executable.
4142 For targets which do not support either COMDAT or weak symbols,
4143 most entities with vague linkage will be emitted as local symbols to
4144 avoid duplicate definition errors from the linker.  This will not happen
4145 for local statics in inlines, however, as having multiple copies will
4146 almost certainly break things.
4148 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
4149 another way to control placement of these constructs.
4151 @node C++ Interface
4152 @section Declarations and Definitions in One Header
4154 @cindex interface and implementation headers, C++
4155 @cindex C++ interface and implementation headers
4156 C++ object definitions can be quite complex.  In principle, your source
4157 code will need two kinds of things for each object that you use across
4158 more than one source file.  First, you need an @dfn{interface}
4159 specification, describing its structure with type declarations and
4160 function prototypes.  Second, you need the @dfn{implementation} itself.
4161 It can be tedious to maintain a separate interface description in a
4162 header file, in parallel to the actual implementation.  It is also
4163 dangerous, since separate interface and implementation definitions may
4164 not remain parallel.
4166 @cindex pragmas, interface and implementation
4167 With GNU C++, you can use a single header file for both purposes.
4169 @quotation
4170 @emph{Warning:} The mechanism to specify this is in transition.  For the
4171 nonce, you must use one of two @code{#pragma} commands; in a future
4172 release of GNU C++, an alternative mechanism will make these
4173 @code{#pragma} commands unnecessary.
4174 @end quotation
4176 The header file contains the full definitions, but is marked with
4177 @samp{#pragma interface} in the source code.  This allows the compiler
4178 to use the header file only as an interface specification when ordinary
4179 source files incorporate it with @code{#include}.  In the single source
4180 file where the full implementation belongs, you can use either a naming
4181 convention or @samp{#pragma implementation} to indicate this alternate
4182 use of the header file.
4184 @table @code
4185 @item #pragma interface
4186 @itemx #pragma interface "@var{subdir}/@var{objects}.h"
4187 @kindex #pragma interface
4188 Use this directive in @emph{header files} that define object classes, to save
4189 space in most of the object files that use those classes.  Normally,
4190 local copies of certain information (backup copies of inline member
4191 functions, debugging information, and the internal tables that implement
4192 virtual functions) must be kept in each object file that includes class
4193 definitions.  You can use this pragma to avoid such duplication.  When a
4194 header file containing @samp{#pragma interface} is included in a
4195 compilation, this auxiliary information will not be generated (unless
4196 the main input source file itself uses @samp{#pragma implementation}).
4197 Instead, the object files will contain references to be resolved at link
4198 time.
4200 The second form of this directive is useful for the case where you have
4201 multiple headers with the same name in different directories.  If you
4202 use this form, you must specify the same string to @samp{#pragma
4203 implementation}.
4205 @item #pragma implementation
4206 @itemx #pragma implementation "@var{objects}.h"
4207 @kindex #pragma implementation
4208 Use this pragma in a @emph{main input file}, when you want full output from
4209 included header files to be generated (and made globally visible).  The
4210 included header file, in turn, should use @samp{#pragma interface}.
4211 Backup copies of inline member functions, debugging information, and the
4212 internal tables used to implement virtual functions are all generated in
4213 implementation files.
4215 @cindex implied @code{#pragma implementation}
4216 @cindex @code{#pragma implementation}, implied
4217 @cindex naming convention, implementation headers
4218 If you use @samp{#pragma implementation} with no argument, it applies to
4219 an include file with the same basename@footnote{A file's @dfn{basename}
4220 was the name stripped of all leading path information and of trailing
4221 suffixes, such as @samp{.h} or @samp{.C} or @samp{.cc}.} as your source
4222 file.  For example, in @file{allclass.cc}, giving just
4223 @samp{#pragma implementation}
4224 by itself is equivalent to @samp{#pragma implementation "allclass.h"}.
4226 In versions of GNU C++ prior to 2.6.0 @file{allclass.h} was treated as
4227 an implementation file whenever you would include it from
4228 @file{allclass.cc} even if you never specified @samp{#pragma
4229 implementation}.  This was deemed to be more trouble than it was worth,
4230 however, and disabled.
4232 If you use an explicit @samp{#pragma implementation}, it must appear in
4233 your source file @emph{before} you include the affected header files.
4235 Use the string argument if you want a single implementation file to
4236 include code from multiple header files.  (You must also use
4237 @samp{#include} to include the header file; @samp{#pragma
4238 implementation} only specifies how to use the file---it doesn't actually
4239 include it.)
4241 There is no way to split up the contents of a single header file into
4242 multiple implementation files.
4243 @end table
4245 @cindex inlining and C++ pragmas
4246 @cindex C++ pragmas, effect on inlining
4247 @cindex pragmas in C++, effect on inlining
4248 @samp{#pragma implementation} and @samp{#pragma interface} also have an
4249 effect on function inlining.
4251 If you define a class in a header file marked with @samp{#pragma
4252 interface}, the effect on a function defined in that class is similar to
4253 an explicit @code{extern} declaration---the compiler emits no code at
4254 all to define an independent version of the function.  Its definition
4255 is used only for inlining with its callers.
4257 Conversely, when you include the same header file in a main source file
4258 that declares it as @samp{#pragma implementation}, the compiler emits
4259 code for the function itself; this defines a version of the function
4260 that can be found via pointers (or by callers compiled without
4261 inlining).  If all calls to the function can be inlined, you can avoid
4262 emitting the function by compiling with @samp{-fno-implement-inlines}.
4263 If any calls were not inlined, you will get linker errors.
4265 @node Template Instantiation
4266 @section Where's the Template?
4268 @cindex template instantiation
4270 C++ templates are the first language feature to require more
4271 intelligence from the environment than one usually finds on a UNIX
4272 system.  Somehow the compiler and linker have to make sure that each
4273 template instance occurs exactly once in the executable if it is needed,
4274 and not at all otherwise.  There are two basic approaches to this
4275 problem, which I will refer to as the Borland model and the Cfront model.
4277 @table @asis
4278 @item Borland model
4279 Borland C++ solved the template instantiation problem by adding the code
4280 equivalent of common blocks to their linker; the compiler emits template
4281 instances in each translation unit that uses them, and the linker
4282 collapses them together.  The advantage of this model is that the linker
4283 only has to consider the object files themselves; there is no external
4284 complexity to worry about.  This disadvantage is that compilation time
4285 is increased because the template code is being compiled repeatedly.
4286 Code written for this model tends to include definitions of all
4287 templates in the header file, since they must be seen to be
4288 instantiated.
4290 @item Cfront model
4291 The AT&T C++ translator, Cfront, solved the template instantiation
4292 problem by creating the notion of a template repository, an
4293 automatically maintained place where template instances are stored.  A
4294 more modern version of the repository works as follows: As individual
4295 object files are built, the compiler places any template definitions and
4296 instantiations encountered in the repository.  At link time, the link
4297 wrapper adds in the objects in the repository and compiles any needed
4298 instances that were not previously emitted.  The advantages of this
4299 model are more optimal compilation speed and the ability to use the
4300 system linker; to implement the Borland model a compiler vendor also
4301 needs to replace the linker.  The disadvantages are vastly increased
4302 complexity, and thus potential for error; for some code this can be
4303 just as transparent, but in practice it can been very difficult to build
4304 multiple programs in one directory and one program in multiple
4305 directories.  Code written for this model tends to separate definitions
4306 of non-inline member templates into a separate file, which should be
4307 compiled separately.
4308 @end table
4310 When used with GNU ld version 2.8 or later on an ELF system such as
4311 Linux/GNU or Solaris 2, or on Microsoft Windows, g++ supports the
4312 Borland model.  On other systems, g++ implements neither automatic
4313 model.
4315 A future version of g++ will support a hybrid model whereby the compiler
4316 will emit any instantiations for which the template definition is
4317 included in the compile, and store template definitions and
4318 instantiation context information into the object file for the rest.
4319 The link wrapper will extract that information as necessary and invoke
4320 the compiler to produce the remaining instantiations.  The linker will
4321 then combine duplicate instantiations.
4323 In the mean time, you have the following options for dealing with
4324 template instantiations:
4326 @enumerate
4327 @item
4328 Compile your template-using code with @samp{-frepo}.  The compiler will
4329 generate files with the extension @samp{.rpo} listing all of the
4330 template instantiations used in the corresponding object files which
4331 could be instantiated there; the link wrapper, @samp{collect2}, will
4332 then update the @samp{.rpo} files to tell the compiler where to place
4333 those instantiations and rebuild any affected object files.  The
4334 link-time overhead is negligible after the first pass, as the compiler
4335 will continue to place the instantiations in the same files.
4337 This is your best option for application code written for the Borland
4338 model, as it will just work.  Code written for the Cfront model will
4339 need to be modified so that the template definitions are available at
4340 one or more points of instantiation; usually this is as simple as adding
4341 @code{#include <tmethods.cc>} to the end of each template header.
4343 For library code, if you want the library to provide all of the template
4344 instantiations it needs, just try to link all of its object files
4345 together; the link will fail, but cause the instantiations to be
4346 generated as a side effect.  Be warned, however, that this may cause
4347 conflicts if multiple libraries try to provide the same instantiations.
4348 For greater control, use explicit instantiation as described in the next
4349 option.
4351 @item
4352 Compile your code with @samp{-fno-implicit-templates} to disable the
4353 implicit generation of template instances, and explicitly instantiate
4354 all the ones you use.  This approach requires more knowledge of exactly
4355 which instances you need than do the others, but it's less
4356 mysterious and allows greater control.  You can scatter the explicit
4357 instantiations throughout your program, perhaps putting them in the
4358 translation units where the instances are used or the translation units
4359 that define the templates themselves; you can put all of the explicit
4360 instantiations you need into one big file; or you can create small files
4361 like
4363 @example
4364 #include "Foo.h"
4365 #include "Foo.cc"
4367 template class Foo<int>;
4368 template ostream& operator <<
4369                 (ostream&, const Foo<int>&);
4370 @end example
4372 for each of the instances you need, and create a template instantiation
4373 library from those.
4375 If you are using Cfront-model code, you can probably get away with not
4376 using @samp{-fno-implicit-templates} when compiling files that don't
4377 @samp{#include} the member template definitions.
4379 If you use one big file to do the instantiations, you may want to
4380 compile it without @samp{-fno-implicit-templates} so you get all of the
4381 instances required by your explicit instantiations (but not by any
4382 other files) without having to specify them as well.
4384 g++ has extended the template instantiation syntax outlined in the
4385 Working Paper to allow forward declaration of explicit instantiations
4386 (with @code{extern}), instantiation of the compiler support data for a
4387 template class (i.e. the vtable) without instantiating any of its
4388 members (with @code{inline}), and instantiation of only the static data
4389 members of a template class, without the support data or member
4390 functions (with (@code{static}):
4392 @example
4393 extern template int max (int, int);
4394 inline template class Foo<int>;
4395 static template class Foo<int>;
4396 @end example
4398 @item
4399 Do nothing.  Pretend g++ does implement automatic instantiation
4400 management.  Code written for the Borland model will work fine, but
4401 each translation unit will contain instances of each of the templates it
4402 uses.  In a large program, this can lead to an unacceptable amount of code
4403 duplication.
4405 @item
4406 Add @samp{#pragma interface} to all files containing template
4407 definitions.  For each of these files, add @samp{#pragma implementation
4408 "@var{filename}"} to the top of some @samp{.C} file which
4409 @samp{#include}s it.  Then compile everything with
4410 @samp{-fexternal-templates}.  The templates will then only be expanded
4411 in the translation unit which implements them (i.e. has a @samp{#pragma
4412 implementation} line for the file where they live); all other files will
4413 use external references.  If you're lucky, everything should work
4414 properly.  If you get undefined symbol errors, you need to make sure
4415 that each template instance which is used in the program is used in the
4416 file which implements that template.  If you don't have any use for a
4417 particular instance in that file, you can just instantiate it
4418 explicitly, using the syntax from the latest C++ working paper:
4420 @example
4421 template class A<int>;
4422 template ostream& operator << (ostream&, const A<int>&);
4423 @end example
4425 This strategy will work with code written for either model.  If you are
4426 using code written for the Cfront model, the file containing a class
4427 template and the file containing its member templates should be
4428 implemented in the same translation unit.
4430 A slight variation on this approach is to instead use the flag
4431 @samp{-falt-external-templates}; this flag causes template
4432 instances to be emitted in the translation unit that implements the
4433 header where they are first instantiated, rather than the one which
4434 implements the file where the templates are defined.  This header must
4435 be the same in all translation units, or things are likely to break.
4437 @xref{C++ Interface,,Declarations and Definitions in One Header}, for
4438 more discussion of these pragmas.
4439 @end enumerate
4441 @node Bound member functions
4442 @section Extracting the function pointer from a bound pointer to member function
4444 @cindex pmf
4445 @cindex pointer to member function
4446 @cindex bound pointer to member function
4448 In C++, pointer to member functions (PMFs) are implemented using a wide
4449 pointer of sorts to handle all the possible call mechanisms; the PMF
4450 needs to store information about how to adjust the @samp{this} pointer,
4451 and if the function pointed to is virtual, where to find the vtable, and
4452 where in the vtable to look for the member function.  If you are using
4453 PMFs in an inner loop, you should really reconsider that decision.  If
4454 that is not an option, you can extract the pointer to the function that
4455 would be called for a given object/PMF pair and call it directly inside
4456 the inner loop, to save a bit of time.
4458 Note that you will still be paying the penalty for the call through a
4459 function pointer; on most modern architectures, such a call defeats the
4460 branch prediction features of the CPU.  This is also true of normal
4461 virtual function calls.
4463 The syntax for this extension is
4465 @example
4466 extern A a;
4467 extern int (A::*fp)();
4468 typedef int (*fptr)(A *);
4470 fptr p = (fptr)(a.*fp);
4471 @end example
4473 For PMF constants (i.e. expressions of the form @samp{&Klasse::Member}),
4474 no object is needed to obtain the address of the function. They can be
4475 converted to function pointers directly:
4477 @example
4478 fptr p1 = (fptr)(&A::foo);
4479 @end example
4481 You must specify @samp{-Wno-pmf-conversions} to use this extension.
4483 @node C++ Attributes
4484 @section C++-Specific Variable, Function, and Type Attributes
4486 Some attributes only make sense for C++ programs.
4488 @table @code
4489 @item init_priority (@var{priority})
4490 @cindex init_priority attribute
4493 In Standard C++, objects defined at namespace scope are guaranteed to be
4494 initialized in an order in strict accordance with that of their definitions
4495 @emph{in a given translation unit}.  No guarantee is made for initializations
4496 across translation units.  However, GNU C++ allows users to control the
4497 order of initialization of objects defined at namespace scope with the
4498 @code{init_priority} attribute by specifying a relative @var{priority},
4499 a constant integral expression currently bounded between 101 and 65535
4500 inclusive.  Lower numbers indicate a higher priority.
4502 In the following example, @code{A} would normally be created before
4503 @code{B}, but the @code{init_priority} attribute has reversed that order:
4505 @example
4506 Some_Class  A  __attribute__ ((init_priority (2000)));
4507 Some_Class  B  __attribute__ ((init_priority (543)));
4508 @end example
4510 @noindent
4511 Note that the particular values of @var{priority} do not matter; only their
4512 relative ordering.
4515 @item java_interface
4516 @cindex java_interface attribute
4518 This type attribute informs C++ that the class is a Java interface.  It may 
4519 only be applied to classes declared within an @code{extern "Java"} block.
4520 Calls to methods declared in this interface will be dispatched using GCJ's 
4521 interface table mechanism, instead of regular virtual table dispatch.  
4523 @end table
4525 @node Java Exceptions
4526 @section Java Exceptions
4528 The Java language uses a slightly different exception handling model
4529 from C++.  Normally, GNU C++ will automatically detect when you are
4530 writing C++ code that uses Java exceptions, and handle them
4531 appropriately.  However, if C++ code only needs to execute destructors
4532 when Java exceptions are thrown through it, GCC will guess incorrectly.
4533 Sample problematic code:
4535 @example
4536   struct S @{ ~S(); @};
4537   extern void bar();    // is implemented in Java and may throw exceptions
4538   void foo()
4539   @{
4540     S s;
4541     bar();
4542   @}
4543 @end example
4545 @noindent
4546 The usual effect of an incorrect guess is a link failure, complaining of
4547 a missing routine called @samp{__gxx_personality_v0}.
4549 You can inform the compiler that Java exceptions are to be used in a
4550 translation unit, irrespective of what it might think, by writing
4551 @samp{@w{#pragma GCC java_exceptions}} at the head of the file.  This
4552 @samp{#pragma} must appear before any functions that throw or catch
4553 exceptions, or run destructors when exceptions are thrown through them.
4555 You cannot mix Java and C++ exceptions in the same translation unit.  It
4556 is believed to be safe to throw a C++ exception from one file through
4557 another file compiled for the for the Java exception model, or vice
4558 versa, but there may be bugs in this area.
4560 @node Deprecated Features
4561 @section Deprecated Features
4563 In the past, the GNU C++ compiler was extended to experiment with new
4564 features, at a time when the C++ language was still evolving. Now that
4565 the C++ standard is complete, some of those features are superseded by
4566 superior alternatives. Using the old features might cause a warning in
4567 some cases that the feature will be dropped in the future. In other
4568 cases, the feature might be gone already.
4570 While the list below is not exhaustive, it documents some of the options
4571 that are now deprecated:
4573 @table @code
4574 @item -fexternal-templates
4575 @itemx -falt-external-templates
4576 These are two of the many ways for g++ to implement template
4577 instantiation. @xref{Template Instantiation}. The C++ standard clearly
4578 defines how template definitions have to be organized across
4579 implementation units. g++ has an implicit instantiation mechanism that
4580 should work just fine for standard-conforming code.
4582 @item -fstrict-prototype
4583 @itemx -fno-strict-prototype
4584 Previously it was possible to use an empty prototype parameter list to
4585 indicate an unspecified number of parameters (like C), rather than no
4586 parameters, as C++ demands. This feature has been removed, except where
4587 it is required for backwards compatibility @xref{Backwards Compatibility}.
4588 @end table
4590 The named return value extension has been deprecated, and will be
4591 removed from g++ at some point.
4593 The use of initializer lists with new expressions has been deprecated,
4594 and will be removed from g++ at some point.
4596 Floating point and complex template constant parameters are deprecated,
4597 and will be removed from g++ at some point.
4599 @node Backwards Compatibility
4600 @section Backwards Compatibility
4601 @cindex Backwards Compatibility
4602 @cindex ARM [Annotated C++ Reference Manual]
4604 Now that there is a definitive ISO standard C++, g++ has a specification
4605 to adhere to. The C++ language evolved over time, and features that
4606 used to be acceptable in previous drafts of the standard, such as the ARM
4607 [Annotated C++ Reference Manual], are no longer accepted. In order to allow
4608 compilation of C++ written to such drafts, g++ contains some backwards
4609 compatibilities. @emph{All such backwards compatibility features are
4610 liable to disappear in future versions of g++.} They should be considered
4611 deprecated @xref{Deprecated Features}.
4613 @table @code
4614 @item For scope
4615 If a variable is declared at for scope, it used to remain in scope until
4616 the end of the scope which contained the for statement (rather than just
4617 within the for scope). g++ retains this, but issues a warning, if such a
4618 variable is accessed outside the for scope.
4620 @item implicit C language
4621 Old C system header files did not contain an @code{extern "C" @{...@}}
4622 scope to set the language. On such systems, all header files are
4623 implicitly scoped inside a C language scope. Also, an empty prototype
4624 @code{()} will be treated as an unspecified number of arguments, rather
4625 than no arguments, as C++ demands.
4626 @end table