Document the __OBJC__ macro.
[official-gcc.git] / gcc / doc / cpp.texi
blob3572384613cf817b607d08e0b72978ba9c6660a1
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4 @setchapternewpage off
5 @c @smallbook
6 @c @cropmarks
7 @c @finalout
9 @macro copyrightnotice
10 @c man begin COPYRIGHT
11 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996,
12 1997, 1998, 1999, 2000, 2001
13 Free Software Foundation, Inc.
15 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
16 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or
17 any later version published by the Free Software Foundation.  A copy of
18 the license is included in the
19 @c man end
20 section entitled ``GNU Free Documentation License''.
21 @ignore
22 @c man begin COPYRIGHT
23 man page gfdl(7).
24 @c man end
25 @end ignore
26 @end macro
28 @macro covertexts
29 @c man begin COPYRIGHT
30 This manual contains no Invariant Sections.  The Front-Cover Texts are
31 (a) (see below), and the Back-Cover Texts are (b) (see below).
33 (a) The FSF's Front-Cover Text is:
35      A GNU Manual
37 (b) The FSF's Back-Cover Text is:
39      You have freedom to copy and modify this GNU Manual, like GNU
40      software.  Copies published by the Free Software Foundation raise
41      funds for GNU development.
42 @c man end
43 @end macro
45 @macro gcctabopt{body}
46 @code{\body\}
47 @end macro
49 @ifinfo
50 @dircategory Programming
51 @direntry
52 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
53 @end direntry
54 @end ifinfo
56 @titlepage
57 @title The C Preprocessor
58 @subtitle Last revised April 2001
59 @subtitle for GCC version 3
60 @author Richard M. Stallman
61 @author Zachary Weinberg
62 @page
63 @c There is a fill at the bottom of the page, so we need a filll to
64 @c override it.
65 @vskip 0pt plus 1filll
66 @copyrightnotice{}
67 @covertexts{}
68 @end titlepage
69 @contents
70 @page
72 @node Top
73 @top
74 The C preprocessor implements the macro language used to transform C,
75 C++, and Objective-C programs before they are compiled.  It can also be
76 useful on its own.
78 @menu
79 * Overview::
80 * Header Files::
81 * Macros::
82 * Conditionals::
83 * Diagnostics::
84 * Line Control::
85 * Pragmas::
86 * Other Directives::
87 * Preprocessor Output::
88 * Traditional Mode::
89 * Implementation Details::
90 * Invocation::
91 * GNU Free Documentation License::
92 * Index of Directives::
93 * Concept Index::
95 @detailmenu
96  --- The Detailed Node Listing ---
98 Overview
100 * Initial processing::
101 * Tokenization::
102 * The preprocessing language::
104 Header Files
106 * Include Syntax::
107 * Include Operation::
108 * Search Path::
109 * Once-Only Headers::
110 * Computed Includes::
111 * Wrapper Headers::
112 * System Headers::
114 Macros
116 * Object-like Macros::
117 * Function-like Macros::
118 * Macro Arguments::
119 * Stringification::
120 * Concatenation::
121 * Variadic Macros::
122 * Predefined Macros::
123 * Undefining and Redefining Macros::
124 * Macro Pitfalls::
126 Predefined Macros
128 * Standard Predefined Macros::
129 * Common Predefined Macros::
130 * System-specific Predefined Macros::
131 * C++ Named Operators::
133 Macro Pitfalls
135 * Misnesting::
136 * Operator Precedence Problems::
137 * Swallowing the Semicolon::
138 * Duplication of Side Effects::
139 * Self-Referential Macros::
140 * Argument Prescan::
141 * Newlines in Arguments::
143 Conditionals
145 * Conditional Uses::
146 * Conditional Syntax::
147 * Deleted Code::
149 Conditional Syntax
151 * Ifdef::
152 * If::
153 * Defined::
154 * Else::
155 * Elif::
157 Implementation Details
159 * Implementation-defined behavior::
160 * Implementation limits::
161 * Obsolete Features::
162 * Differences from previous versions::
164 Obsolete Features
166 * Assertions::
167 * Obsolete once-only headers::
168 * Miscellaneous obsolete features::
170 @end detailmenu
171 @end menu
173 @ifnottex
174 @copyrightnotice{}
175 @covertexts{}
176 @end ifnottex
178 @node Overview
179 @chapter Overview
180 @c man begin DESCRIPTION
181 The C preprocessor, often known as @dfn{cpp}, is a @dfn{macro processor}
182 that is used automatically by the C compiler to transform your program
183 before compilation.  It is called a macro processor because it allows
184 you to define @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer
185 constructs.
187 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
188 Objective-C source code.  In the past, it has been abused as a general
189 text processor.  It will choke on input which does not obey C's lexical
190 rules.  For example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
191 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
192 preserving characteristics of the input which are not significant to
193 C-family languages.  If a Makefile is preprocessed, all the hard tabs
194 will be removed, and the Makefile will not work.
196 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
197 are not C@.  Other Algol-ish programming languages are often safe
198 (Pascal, Ada, etc.) So is assembly, with caution.  @option{-traditional}
199 mode preserves more white space, and is otherwise more permissive.  Many
200 of the problems can be avoided by writing C or C++ style comments
201 instead of native language comments, and keeping macros simple.
203 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
204 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
205 facilities.  Most high level programming languages have their own
206 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
207 try a true general text processor, such as GNU M4.
209 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
210 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
211 Standard C@.  In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a
212 few things required by the standard.  These are features which are
213 rarely, if ever, used, and may cause surprising changes to the meaning
214 of a program which does not expect them.  To get strict ISO Standard C,
215 you should use the @option{-std=c89} or @option{-std=c99} options, depending
216 on which version of the standard you want.  To get all the mandatory
217 diagnostics, you must also use @option{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
218 @c man end
220 @menu
221 * Initial processing::
222 * Tokenization::
223 * The preprocessing language::
224 @end menu
226 @node Initial processing
227 @section Initial processing
229 The preprocessor performs a series of textual transformations on its
230 input.  These happen before all other processing.  Conceptually, they
231 happen in a rigid order, and the entire file is run through each
232 transformation before the next one begins.  GNU CPP actually does them
233 all at once, for performance reasons.  These transformations correspond
234 roughly to the first three ``phases of translation'' described in the C
235 standard.
237 @enumerate
238 @item
239 @cindex character sets
240 @cindex line endings
241 The input file is read into memory and broken into lines.
243 GNU CPP expects its input to be a text file, that is, an unstructured
244 stream of ASCII characters, with some characters indicating the end of a
245 line of text.  Extended ASCII character sets, such as ISO Latin-1 or
246 Unicode encoded in UTF-8, are also acceptable.  Character sets that are
247 not strict supersets of seven-bit ASCII will not work.  We plan to add
248 complete support for international character sets in a future release.
250 Different systems use different conventions to indicate the end of a
251 line.  GCC accepts the ASCII control sequences @kbd{LF}, @kbd{@w{CR
252 LF}}, @kbd{CR}, and @kbd{@w{LF CR}} as end-of-line markers.  The first
253 three are the canonical sequences used by Unix, DOS and VMS, and the
254 classic Mac OS (before OSX) respectively.  You may therefore safely copy
255 source code written on any of those systems to a different one and use
256 it without conversion.  (GCC may lose track of the current line number
257 if a file doesn't consistently use one convention, as sometimes happens
258 when it is edited on computers with different conventions that share a
259 network file system.)  @kbd{@w{LF CR}} is included because it has been
260 reported as an end-of-line marker under exotic conditions.
262 If the last line of any input file lacks an end-of-line marker, the end
263 of the file is considered to implicitly supply one.  The C standard says
264 that this condition provokes undefined behavior, so GCC will emit a
265 warning message.
267 @item
268 @cindex trigraphs
269 If trigraphs are enabled, they are replaced by their corresponding
270 single characters.
272 These are nine three-character sequences, all starting with @samp{??},
273 that are defined by ISO C to stand for single characters.  They permit
274 obsolete systems that lack some of C's punctuation to use C@.  For
275 example, @samp{??/} stands for @samp{\}, so @t{'??/n'} is a character
276 constant for a newline.  By default, GCC ignores trigraphs, but if you
277 request a strictly conforming mode with the @option{-std} option, then
278 it converts them.
280 Trigraphs are not popular and many compilers implement them incorrectly.
281 Portable code should not rely on trigraphs being either converted or
282 ignored.  If you use the @option{-Wall} or @option{-Wtrigraphs} options,
283 GCC will warn you when a trigraph would change the meaning of your
284 program if it were converted.
286 In a string constant, you can prevent a sequence of question marks from
287 being confused with a trigraph by inserting a backslash between the
288 question marks.  @t{"(??\?)"} is the string @samp{(???)}, not
289 @samp{(?]}.  Traditional C compilers do not recognize this idiom.
291 The nine trigraphs and their replacements are
293 @example
294 Trigraph:       ??(  ??)  ??<  ??>  ??=  ??/  ??'  ??!  ??-
295 Replacement:      [    ]    @{    @}    #    \    ^    |    ~
296 @end example
298 @item
299 @cindex continued lines
300 @cindex backslash-newline
301 Continued lines are merged into one long line.
303 A continued line is a line which ends with a backslash, @samp{\}.  The
304 backslash is removed and the following line is joined with the current
305 one.  No space is inserted, so you may split a line anywhere, even in
306 the middle of a word.  (It is generally more readable to split lines
307 only at white space.)
309 The trailing backslash on a continued line is commonly referred to as a
310 @dfn{backslash-newline}.
312 If there is white space between a backslash and the end of a line, that
313 is still a continued line.  However, as this is usually the result of an
314 editing mistake, and many compilers will not accept it as a continued
315 line, GCC will warn you about it.
317 @item
318 @cindex comments
319 @cindex line comments
320 @cindex block comments
321 All comments are replaced with single spaces.
323 There are two kinds of comments.  @dfn{Block comments} begin with
324 @samp{/*} and continue until the next @samp{*/}.  Block comments do not
325 nest:
327 @example
328 /* @r{this is} /* @r{one comment} */ @r{text outside comment}
329 @end example
331 @dfn{Line comments} begin with @samp{//} and continue to the end of the
332 current line.  Line comments do not nest either, but it does not matter,
333 because they would end in the same place anyway.
335 @example
336 // @r{this is} // @r{one comment}
337 @r{text outside comment}
338 @end example
339 @end enumerate
341 It is safe to put line comments inside block comments, or vice versa.
343 @example
344 @group
345 /* @r{block comment}
346    // @r{contains line comment}
347    @r{yet more comment}
348  */ @r{outside comment}
350 // @r{line comment} /* @r{contains block comment} */
351 @end group
352 @end example
354 But beware of commenting out one end of a block comment with a line
355 comment.
357 @example
358 @group
359  // @r{l.c.}  /* @r{block comment begins}
360     @r{oops! this isn't a comment anymore} */
361 @end group
362 @end example
364 Comments are not recognized within string literals.  @t{@w{"/* blah
365 */"}} is the string constant @samp{@w{/* blah */}}, not an empty string.
367 Line comments are not in the 1989 edition of the C standard, but they
368 are recognized by GCC as an extension.  In C++ and in the 1999 edition
369 of the C standard, they are an official part of the language.
371 Since these transformations happen before all other processing, you can
372 split a line mechanically with backslash-newline anywhere.  You can
373 comment out the end of a line.  You can continue a line comment onto the
374 next line with backslash-newline.  You can even split @samp{/*},
375 @samp{*/}, and @samp{//} onto multiple lines with backslash-newline.
376 For example:
378 @example
379 @group
382 */ # /*
383 */ defi\
384 ne FO\
385 O 10\
387 @end group
388 @end example
390 @noindent
391 is equivalent to @code{@w{#define FOO 1020}}.  All these tricks are
392 extremely confusing and should not be used in code intended to be
393 readable.
395 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
396 interpreted as a backslash-newline.
398 @example
399 "foo\\
400 bar"
401 @end example
403 @noindent
404 is equivalent to @code{"foo\bar"}, not to @code{"foo\\bar"}.  To avoid
405 having to worry about this, do not use the deprecated GNU extension
406 which permits multi-line strings.  Instead, use string literal
407 concatenation:
409 @example
410    "foo\\"
411    "bar"
412 @end example
414 @noindent
415 Your program will be more portable this way, too.
417 @node Tokenization
418 @section Tokenization
420 @cindex tokens
421 @cindex preprocessing tokens
422 After the textual transformations are finished, the input file is
423 converted into a sequence of @dfn{preprocessing tokens}.  These mostly
424 correspond to the syntactic tokens used by the C compiler, but there are
425 a few differences.  White space separates tokens; it is not itself a
426 token of any kind.  Tokens do not have to be separated by white space,
427 but it is often necessary to avoid ambiguities.
429 When faced with a sequence of characters that has more than one possible
430 tokenization, the preprocessor is greedy.  It always makes each token,
431 starting from the left, as big as possible before moving on to the next
432 token.  For instance, @code{a+++++b} is interpreted as
433 @code{@w{a ++ ++ + b}}, not as @code{@w{a ++ + ++ b}}, even though the
434 latter tokenization could be part of a valid C program and the former
435 could not.
437 Once the input file is broken into tokens, the token boundaries never
438 change, except when the @samp{##} preprocessing operator is used to paste
439 tokens together.  @xref{Concatenation}.  For example,
441 @example
442 @group
443 #define foo() bar
444 foo()baz
445      @expansion{} bar baz
446 @emph{not}
447      @expansion{} barbaz
448 @end group
449 @end example
451 The compiler does not re-tokenize the preprocessor's output.  Each
452 preprocessing token becomes one compiler token.
454 @cindex identifiers
455 Preprocessing tokens fall into five broad classes: identifiers,
456 preprocessing numbers, string literals, punctuators, and other.  An
457 @dfn{identifier} is the same as an identifier in C: any sequence of
458 letters, digits, or underscores, which begins with a letter or
459 underscore.  Keywords of C have no significance to the preprocessor;
460 they are ordinary identifiers.  You can define a macro whose name is a
461 keyword, for instance.  The only identifier which can be considered a
462 preprocessing keyword is @code{defined}.  @xref{Defined}.
464 This is mostly true of other languages which use the C preprocessor.
465 However, a few of the keywords of C++ are significant even in the
466 preprocessor.  @xref{C++ Named Operators}.
468 In the 1999 C standard, identifiers may contain letters which are not
469 part of the ``basic source character set,'' at the implementation's
470 discretion (such as accented Latin letters, Greek letters, or Chinese
471 ideograms).  This may be done with an extended character set, or the
472 @samp{\u} and @samp{\U} escape sequences.  GCC does not presently
473 implement either feature in the preprocessor or the compiler.
475 As an extension, GCC treats @samp{$} as a letter.  This is for
476 compatibility with some systems, such as VMS, where @samp{$} is commonly
477 used in system-defined function and object names.  @samp{$} is not a
478 letter in strictly conforming mode, or if you specify the @option{-$}
479 option.  @xref{Invocation}.
481 @cindex numbers
482 @cindex preprocessing numbers
483 A @dfn{preprocessing number} has a rather bizarre definition.  The
484 category includes all the normal integer and floating point constants
485 one expects of C, but also a number of other things one might not
486 initially recognize as a number.  Formally, preprocessing numbers begin
487 with an optional period, a required decimal digit, and then continue
488 with any sequence of letters, digits, underscores, periods, and
489 exponents.  Exponents are the two-character sequences @samp{e+},
490 @samp{e-}, @samp{E+}, @samp{E-}, @samp{p+}, @samp{p-}, @samp{P+}, and
491 @samp{P-}.  (The exponents that begin with @samp{p} or @samp{P} are new
492 to C99.  They are used for hexadecimal floating-point constants.)
494 The purpose of this unusual definition is to isolate the preprocessor
495 from the full complexity of numeric constants.  It does not have to
496 distinguish between lexically valid and invalid floating-point numbers,
497 which is complicated.  The definition also permits you to split an
498 identifier at any position and get exactly two tokens, which can then be
499 pasted back together with the @samp{##} operator.
501 It's possible for preprocessing numbers to cause programs to be
502 misinterpreted.  For example, @code{0xE+12} is a preprocessing number
503 which does not translate to any valid numeric constant, therefore a
504 syntax error.  It does not mean @code{@w{0xE + 12}}, which is what you
505 might have intended.
507 @cindex string literals
508 @cindex string constants
509 @cindex character constants
510 @cindex header file names
511 @c the @: prevents makeinfo from turning '' into ".
512 @dfn{String literals} are string constants, character constants, and
513 header file names (the argument of @samp{#include}).@footnote{The C
514 standard uses the term @dfn{string literal} to refer only to what we are
515 calling @dfn{string constants}.}  String constants and character
516 constants are straightforward: @t{"@dots{}"} or @t{'@dots{}'}.  In
517 either case embedded quotes should be escaped with a backslash:
518 @t{'\'@:'} is the character constant for @samp{'}.  There is no limit on
519 the length of a character constant, but the value of a character
520 constant that contains more than one character is
521 implementation-defined.  @xref{Implementation Details}.
523 Header file names either look like string constants, @t{"@dots{}"}, or are
524 written with angle brackets instead, @t{<@dots{}>}.  In either case,
525 backslash is an ordinary character.  There is no way to escape the
526 closing quote or angle bracket.  The preprocessor looks for the header
527 file in different places depending on which form you use.  @xref{Include
528 Operation}.
530 In standard C, no string literal may extend past the end of a line.  GNU
531 CPP accepts multi-line string constants, but not multi-line character
532 constants or header file names.  This extension is deprecated and will
533 be removed in GCC 3.1.  You may use continued lines instead, or string
534 constant concatenation.  @xref{Differences from previous versions}.
536 @cindex punctuators
537 @cindex digraphs
538 @cindex alternative tokens
539 @dfn{Punctuators} are all the usual bits of punctuation which are
540 meaningful to C and C++.  All but three of the punctuation characters in
541 ASCII are C punctuators.  The exceptions are @samp{@@}, @samp{$}, and
542 @samp{`}.  In addition, all the two- and three-character operators are
543 punctuators.  There are also six @dfn{digraphs}, which the C++ standard
544 calls @dfn{alternative tokens}, which are merely alternate ways to spell
545 other punctuators.  This is a second attempt to work around missing
546 punctuation in obsolete systems.  It has no negative side effects,
547 unlike trigraphs, but does not cover as much ground.  The digraphs and
548 their corresponding normal punctuators are:
550 @example
551 Digraph:        <%  %>  <:  :>  %:  %:%:
552 Punctuator:      @{   @}   [   ]   #    ##
553 @end example
555 @cindex other tokens
556 Any other single character is considered ``other.'' It is passed on to
557 the preprocessor's output unmolested.  The C compiler will almost
558 certainly reject source code containing ``other'' tokens.  In ASCII, the
559 only other characters are @samp{@@}, @samp{$}, @samp{`}, and control
560 characters other than NUL (all bits zero).  (Note that @samp{$} is
561 normally considered a letter.)  All characters with the high bit set
562 (numeric range 0x7F--0xFF) are also ``other'' in the present
563 implementation.  This will change when proper support for international
564 character sets is added to GCC@.
566 NUL is a special case because of the high probability that its
567 appearance is accidental, and because it may be invisible to the user
568 (many terminals do not display NUL at all).  Within comments, NULs are
569 silently ignored, just as any other character would be.  In running
570 text, NUL is considered white space.  For example, these two directives
571 have the same meaning.
573 @example
574 #define X^@@1
575 #define X 1
576 @end example
578 @noindent
579 (where @samp{^@@} is ASCII NUL)@.  Within string or character constants,
580 NULs are preserved.  In the latter two cases the preprocessor emits a
581 warning message.
583 @node The preprocessing language
584 @section The preprocessing language
585 @cindex directives
586 @cindex preprocessing directives
587 @cindex directive line
588 @cindex directive name
590 After tokenization, the stream of tokens may simply be passed straight
591 to the compiler's parser.  However, if it contains any operations in the
592 @dfn{preprocessing language}, it will be transformed first.  This stage
593 corresponds roughly to the standard's ``translation phase 4'' and is
594 what most people think of as the preprocessor's job.
596 The preprocessing language consists of @dfn{directives} to be executed
597 and @dfn{macros} to be expanded.  Its primary capabilities are:
599 @itemize @bullet
600 @item
601 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
602 substituted into your program.
604 @item
605 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
606 for arbitrary fragments of C code.  The preprocessor will replace the
607 macros with their definitions throughout the program.  Some macros are
608 automatically defined for you.
610 @item
611 Conditional compilation.  You can include or exclude parts of the
612 program according to various conditions.
614 @item
615 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
616 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
617 control to inform the compiler where each source line originally came
618 from.
620 @item
621 Diagnostics.  You can detect problems at compile time and issue errors
622 or warnings.
623 @end itemize
625 There are a few more, less useful, features.
627 Except for expansion of predefined macros, all these operations are
628 triggered with @dfn{preprocessing directives}.  Preprocessing directives
629 are lines in your program that start with @samp{#}.  Whitespace is
630 allowed before and after the @samp{#}.  The @samp{#} is followed by an
631 identifier, the @dfn{directive name}.  It specifies the operation to
632 perform.  Directives are commonly referred to as @samp{#@var{name}}
633 where @var{name} is the directive name.  For example, @samp{#define} is
634 the directive that defines a macro.
636 The @samp{#} which begins a directive cannot come from a macro
637 expansion.  Also, the directive name is not macro expanded.  Thus, if
638 @code{foo} is defined as a macro expanding to @code{define}, that does
639 not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
641 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
642 preprocessing directives.
644 Some directives require arguments; these make up the rest of the
645 directive line and must be separated from the directive name by
646 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
647 name and the intended expansion of the macro.
649 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  The line
650 may, however, be continued with backslash-newline, or by a block comment
651 which extends past the end of the line.  In either case, when the
652 directive is processed, the continuations have already been merged with
653 the first line to make one long line.
655 @node Header Files
656 @chapter Header Files
658 @cindex header file
659 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
660 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
661 the use of a header file in your program by @dfn{including} it, with the
662 C preprocessing directive @samp{#include}.
664 Header files serve two purposes.
666 @itemize @bullet
667 @item
668 @cindex system header files
669 System header files declare the interfaces to parts of the operating
670 system.  You include them in your program to supply the definitions and
671 declarations you need to invoke system calls and libraries.
673 @item
674 Your own header files contain declarations for interfaces between the
675 source files of your program.  Each time you have a group of related
676 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
677 several different source files, it is a good idea to create a header
678 file for them.
679 @end itemize
681 Including a header file produces the same results as copying the header
682 file into each source file that needs it.  Such copying would be
683 time-consuming and error-prone.  With a header file, the related
684 declarations appear in only one place.  If they need to be changed, they
685 can be changed in one place, and programs that include the header file
686 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
687 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well
688 as the risk that a failure to find one copy will result in
689 inconsistencies within a program.
691 In C, the usual convention is to give header files names that end with
692 @file{.h}.  It is most portable to use only letters, digits, dashes, and
693 underscores in header file names, and at most one dot.
695 @menu
696 * Include Syntax::
697 * Include Operation::
698 * Search Path::
699 * Once-Only Headers::
700 * Computed Includes::
701 * Wrapper Headers::
702 * System Headers::
703 @end menu
705 @node Include Syntax
706 @section Include Syntax
708 @findex #include
709 Both user and system header files are included using the preprocessing
710 directive @samp{#include}.  It has two variants:
712 @table @code
713 @item #include <@var{file}>
714 This variant is used for system header files.  It searches for a file
715 named @var{file} in a standard list of system directories.  You can prepend
716 directories to this list with the @option{-I} option (@pxref{Invocation}).
718 @item #include "@var{file}"
719 This variant is used for header files of your own program.  It searches
720 for a file named @var{file} first in the directory containing the
721 current file, then in the same directories used for @code{<@var{file}>}.
722 @end table
724 The argument of @samp{#include}, whether delimited with quote marks or
725 angle brackets, behaves like a string constant in that comments are not
726 recognized, and macro names are not expanded.  Thus, @code{@w{#include
727 <x/*y>}} specifies inclusion of a system header file named @file{x/*y}.
729 However, if backslashes occur within @var{file}, they are considered
730 ordinary text characters, not escape characters.  None of the character
731 escape sequences appropriate to string constants in C are processed.
732 Thus, @code{@w{#include "x\n\\y"}} specifies a filename containing three
733 backslashes.  (Some systems interpret @samp{\} as a pathname separator.
734 All of these also interpret @samp{/} the same way.  It is most portable
735 to use only @samp{/}.)
737 It is an error if there is anything (other than comments) on the line
738 after the file name.
740 @node Include Operation
741 @section Include Operation
743 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
744 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
745 current file.  The output from the preprocessor contains the output
746 already generated, followed by the output resulting from the included
747 file, followed by the output that comes from the text after the
748 @samp{#include} directive.  For example, if you have a header file
749 @file{header.h} as follows,
751 @example
752 char *test (void);
753 @end example
755 @noindent
756 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
757 like this,
759 @example
760 int x;
761 #include "header.h"
764 main (void)
766   puts (test ());
768 @end example
770 @noindent
771 the compiler will see the same token stream as it would if
772 @file{program.c} read
774 @example
775 int x;
776 char *test (void);
779 main (void)
781   puts (test ());
783 @end example
785 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
786 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
787 included from another file.  The include file could even contain the
788 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
789 the end of a statement that was started in the including file.  However,
790 a comment or a string or character constant may not start in the
791 included file and finish in the including file.  An unterminated
792 comment, string constant or character constant in an included file is
793 considered to end (with an error message) at the end of the file.
795 To avoid confusion, it is best if header files contain only complete
796 syntactic units---function declarations or definitions, type
797 declarations, etc.
799 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
800 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
801 final newline.
803 @node Search Path
804 @section Search Path
806 GCC looks in several different places for headers.  On a normal Unix
807 system, if you do not instruct it otherwise, it will look for headers
808 requested with @code{@w{#include <@var{file}>}} in:
810 @example
811 /usr/local/include
812 /usr/lib/gcc-lib/@var{target}/@var{version}/include
813 /usr/@var{target}/include
814 /usr/include
815 @end example
817 For C++ programs, it will also look in @file{/usr/include/g++-v3},
818 first.  In the above, @var{target} is the canonical name of the system
819 GCC was configured to compile code for; often but not always the same as
820 the canonical name of the system it runs on.  @var{version} is the
821 version of GCC in use.
823 You can add to this list with the @option{-I@var{dir}} command line
824 option.  All the directories named by @option{-I} are searched, in
825 left-to-right order, @emph{before} the default directories.  You can
826 also prevent GCC from searching any of the default directories with the
827 @option{-nostdinc} option.  This is useful when you are compiling an
828 operating system kernel or some other program that does not use the
829 standard C library facilities, or the standard C library itself.
831 GCC looks for headers requested with @code{@w{#include "@var{file}"}}
832 first in the directory containing the current file, then in the same
833 places it would have looked for a header requested with angle brackets.
834 For example, if @file{/usr/include/sys/stat.h} contains
835 @code{@w{#include "types.h"}}, GCC looks for @file{types.h} first in
836 @file{/usr/include/sys}, then in its usual search path.
838 If you name a search directory with @option{-I@var{dir}} that is also a
839 system include directory, the @option{-I} wins; the directory will be
840 searched according to the @option{-I} ordering, and it will not be
841 treated as a system include directory. GCC will warn you when a system
842 include directory is hidden in this way.
844 @samp{#line} (@pxref{Line Control}) does not change GCC's idea of the
845 directory containing the current file.
847 You may put @option{-I-} at any point in your list of @option{-I} options.
848 This has two effects.  First, directories appearing before the
849 @option{-I-} in the list are searched only for headers requested with
850 quote marks.  Directories after @option{-I-} are searched for all
851 headers.  Second, the directory containing the current file is not
852 searched for anything, unless it happens to be one of the directories
853 named by an @option{-I} switch.
855 @option{-I. -I-} is not the same as no @option{-I} options at all, and does
856 not cause the same behavior for @samp{<>} includes that @samp{""}
857 includes get with no special options.  @option{-I.} searches the
858 compiler's current working directory for header files.  That may or may
859 not be the same as the directory containing the current file.
861 If you need to look for headers in a directory named @file{-}, write
862 @option{-I./-}.
864 There are several more ways to adjust the header search path.  They are
865 generally less useful.  @xref{Invocation}.
867 @node Once-Only Headers
868 @section Once-Only Headers
869 @cindex repeated inclusion
870 @cindex including just once
871 @cindex wrapper @code{#ifndef}
873 If a header file happens to be included twice, the compiler will process
874 its contents twice.  This is very likely to cause an error, e.g.@: when the
875 compiler sees the same structure definition twice.  Even if it does not,
876 it will certainly waste time.
878 The standard way to prevent this is to enclose the entire real contents
879 of the file in a conditional, like this:
881 @example
882 @group
883 /* File foo.  */
884 #ifndef FILE_FOO_SEEN
885 #define FILE_FOO_SEEN
887 @var{the entire file}
889 #endif /* !FILE_FOO_SEEN */
890 @end group
891 @end example
893 This construct is commonly known as a @dfn{wrapper #ifndef}.
894 When the header is included again, the conditional will be false,
895 because @code{FILE_FOO_SEEN} is defined.  The preprocessor will skip
896 over the entire contents of the file, and the compiler will not see it
897 twice.
899 GNU CPP optimizes even further.  It remembers when a header file has a
900 wrapper @samp{#ifndef}.  If a subsequent @samp{#include} specifies that
901 header, and the macro in the @samp{#ifndef} is still defined, it does
902 not bother to rescan the file at all.
904 You can put comments outside the wrapper.  They will not interfere with
905 this optimization.
907 @cindex controlling macro
908 @cindex guard macro
909 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} is called the @dfn{controlling macro} or
910 @dfn{guard macro}.  In a user header file, the macro name should not
911 begin with @samp{_}.  In a system header file, it should begin with
912 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
913 file, the macro name should contain the name of the file and some
914 additional text, to avoid conflicts with other header files.
916 @node Computed Includes
917 @section Computed Includes
918 @cindex computed includes
919 @cindex macros in include
921 Sometimes it is necessary to select one of several different header
922 files to be included into your program.  They might specify
923 configuration parameters to be used on different sorts of operating
924 systems, for instance.  You could do this with a series of conditionals,
926 @example
927 #if SYSTEM_1
928 # include "system_1.h"
929 #elif SYSTEM_2
930 # include "system_2.h"
931 #elif SYSTEM_3
932 @dots{}
933 #endif
934 @end example
936 That rapidly becomes tedious.  Instead, the preprocessor offers the
937 ability to use a macro for the header name.  This is called a
938 @dfn{computed include}.  Instead of writing a header name as the direct
939 argument of @samp{#include}, you simply put a macro name there instead:
941 @example
942 #define SYSTEM_H "system_1.h"
943 @dots{}
944 #include SYSTEM_H
945 @end example
947 @noindent
948 @code{SYSTEM_H} will be expanded, and the preprocessor will look for
949 @file{system_1.h} as if the @samp{#include} had been written that way
950 originally.  @code{SYSTEM_H} could be defined by your Makefile with a
951 @option{-D} option.
953 You must be careful when you define the macro.  @samp{#define} saves
954 tokens, not text.  The preprocessor has no way of knowing that the macro
955 will be used as the argument of @samp{#include}, so it generates
956 ordinary tokens, not a header name.  This is unlikely to cause problems
957 if you use double-quote includes, which are close enough to string
958 constants.  If you use angle brackets, however, you may have trouble.
960 The syntax of a computed include is actually a bit more general than the
961 above.  If the first non-whitespace character after @samp{#include} is
962 not @samp{"} or @samp{<}, then the entire line is macro-expanded
963 like running text would be.
965 If the line expands to a single string constant, the contents of that
966 string constant are the file to be included.  CPP does not re-examine the
967 string for embedded quotes, but neither does it process backslash
968 escapes in the string.  Therefore
970 @example
971 #define HEADER "a\"b"
972 #include HEADER
973 @end example
975 @noindent
976 looks for a file named @file{a\"b}.  CPP searches for the file according
977 to the rules for double-quoted includes.
979 If the line expands to a token stream beginning with a @samp{<} token
980 and including a @samp{>} token, then the tokens between the @samp{<} and
981 the first @samp{>} are combined to form the filename to be included.
982 Any whitespace between tokens is reduced to a single space; then any
983 space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing space
984 before the closing @samp{>} is ignored.  CPP searches for the file
985 according to the rules for angle-bracket includes.
987 In either case, if there are any tokens on the line after the file name,
988 an error occurs and the directive is not processed.  It is also an error
989 if the result of expansion does not match either of the two expected
990 forms.
992 These rules are implementation-defined behavior according to the C
993 standard.  To minimize the risk of different compilers interpreting your
994 computed includes differently, we recommend you use only a single
995 object-like macro which expands to a string constant.  This will also
996 minimize confusion for people reading your program.
998 @node Wrapper Headers
999 @section Wrapper Headers
1000 @cindex wrapper headers
1001 @cindex overriding a header file
1002 @findex #include_next
1004 Sometimes it is necessary to adjust the contents of a system-provided
1005 header file without editing it directly.  GCC's @command{fixincludes}
1006 operation does this, for example.  One way to do that would be to create
1007 a new header file with the same name and insert it in the search path
1008 before the original header.  That works fine as long as you're willing
1009 to replace the old header entirely.  But what if you want to refer to
1010 the old header from the new one?
1012 You cannot simply include the old header with @samp{#include}.  That
1013 will start from the beginning, and find your new header again.  If your
1014 header is not protected from multiple inclusion (@pxref{Once-Only
1015 Headers}), it will recurse infinitely and cause a fatal error.
1017 You could include the old header with an absolute pathname:
1018 @example
1019 #include "/usr/include/old-header.h"
1020 @end example
1021 @noindent
1022 This works, but is not clean; should the system headers ever move, you
1023 would have to edit the new headers to match.
1025 There is no way to solve this problem within the C standard, but you can
1026 use the GNU extension @samp{#include_next}.  It means, ``Include the
1027 @emph{next} file with this name.''  This directive works like
1028 @samp{#include} except in searching for the specified file: it starts
1029 searching the list of header file directories @emph{after} the directory
1030 in which the current file was found.
1032 Suppose you specify @option{-I /usr/local/include}, and the list of
1033 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
1034 both directories contain @file{signal.h}.  Ordinary @code{@w{#include
1035 <signal.h>}} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
1036 file contains @code{@w{#include_next <signal.h>}}, it starts searching
1037 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
1039 @samp{#include_next} does not distinguish between @code{<@var{file}>}
1040 and @code{"@var{file}"} inclusion, nor does it check that the file you
1041 specify has the same name as the current file.  It simply looks for the
1042 file named, starting with the directory in the search path after the one
1043 where the current file was found.
1045 The use of @samp{#include_next} can lead to great confusion.  We
1046 recommend it be used only when there is no other alternative.  In
1047 particular, it should not be used in the headers belonging to a specific
1048 program; it should be used only to make global corrections along the
1049 lines of @command{fixincludes}.
1051 @node System Headers
1052 @section System Headers
1053 @cindex system header files
1055 The header files declaring interfaces to the operating system and
1056 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C@.
1057 Therefore, GCC gives code found in @dfn{system headers} special
1058 treatment.  All warnings, other than those generated by @samp{#warning}
1059 (@pxref{Diagnostics}), are suppressed while GCC is processing a system
1060 header.  Macros defined in a system header are immune to a few warnings
1061 wherever they are expanded.  This immunity is granted on an ad-hoc
1062 basis, when we find that a warning generates lots of false positives
1063 because of code in macros defined in system headers.
1065 Normally, only the headers found in specific directories are considered
1066 system headers.  These directories are determined when GCC is compiled.
1067 There are, however, two ways to make normal headers into system headers.
1069 The @option{-isystem} command line option adds its argument to the list of
1070 directories to search for headers, just like @option{-I}.  Any headers
1071 found in that directory will be considered system headers.
1073 All directories named by @option{-isystem} are searched @emph{after} all
1074 directories named by @option{-I}, no matter what their order was on the
1075 command line.  If the same directory is named by both @option{-I} and
1076 @option{-isystem}, @option{-I} wins; it is as if the @option{-isystem} option
1077 had never been specified at all. GCC warns you when this happens.
1079 @findex #pragma GCC system_header
1080 There is also a directive, @code{@w{#pragma GCC system_header}}, which
1081 tells GCC to consider the rest of the current include file a system
1082 header, no matter where it was found.  Code that comes before the
1083 @samp{#pragma} in the file will not be affected.  @code{@w{#pragma GCC
1084 system_header}} has no effect in the primary source file.
1086 On very old systems, some of the pre-defined system header directories
1087 get even more special treatment.  GNU C++ considers code in headers
1088 found in those directories to be surrounded by an @code{@w{extern "C"}}
1089 block.  There is no way to request this behavior with a @samp{#pragma},
1090 or from the command line.
1092 @node Macros
1093 @chapter Macros
1095 A @dfn{macro} is a fragment of code which has been given a name.
1096 Whenever the name is used, it is replaced by the contents of the macro.
1097 There are two kinds of macros.  They differ mostly in what they look
1098 like when they are used.  @dfn{Object-like} macros resemble data objects
1099 when used, @dfn{function-like} macros resemble function calls.
1101 You may define any valid identifier as a macro, even if it is a C
1102 keyword.  The preprocessor does not know anything about keywords.  This
1103 can be useful if you wish to hide a keyword such as @code{const} from an
1104 older compiler that does not understand it.  However, the preprocessor
1105 operator @code{defined} (@pxref{Defined}) can never be defined as a
1106 macro, and C++'s named operators (@pxref{C++ Named Operators}) cannot be
1107 macros when you are compiling C++.
1109 @menu
1110 * Object-like Macros::
1111 * Function-like Macros::
1112 * Macro Arguments::
1113 * Stringification::
1114 * Concatenation::
1115 * Variadic Macros::
1116 * Predefined Macros::
1117 * Undefining and Redefining Macros::
1118 * Macro Pitfalls::
1119 @end menu
1121 @node Object-like Macros
1122 @section Object-like Macros
1123 @cindex object-like macro
1124 @cindex symbolic constants
1125 @cindex manifest constants
1127 An @dfn{object-like macro} is a simple identifier which will be replaced
1128 by a code fragment.  It is called object-like because it looks like a
1129 data object in code that uses it.  They are most commonly used to give
1130 symbolic names to numeric constants.
1132 @findex #define
1133 You create macros with the @samp{#define} directive.  @samp{#define} is
1134 followed by the name of the macro and then the token sequence it should
1135 be an abbreviation for, which is variously referred to as the macro's
1136 @dfn{body}, @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
1138 @example
1139 #define BUFFER_SIZE 1024
1140 @end example
1142 @noindent
1143 defines a macro named @code{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
1144 token @code{1024}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
1145 there comes a C statement of the form
1147 @example
1148 foo = (char *) malloc (BUFFER_SIZE);
1149 @end example
1151 @noindent
1152 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
1153 @code{BUFFER_SIZE}.  The C compiler will see the same tokens as it would
1154 if you had written
1156 @example
1157 foo = (char *) malloc (1024);
1158 @end example
1160 By convention, macro names are written in upper case.  Programs are
1161 easier to read when it is possible to tell at a glance which names are
1162 macros.
1164 The macro's body ends at the end of the @samp{#define} line.  You may
1165 continue the definition onto multiple lines, if necessary, using
1166 backslash-newline.  When the macro is expanded, however, it will all
1167 come out on one line.  For example,
1169 @example
1170 #define NUMBERS 1, \
1171                 2, \
1172                 3
1173 int x[] = @{ NUMBERS @};
1174      @expansion{} int x[] = @{ 1, 2, 3 @};
1175 @end example
1177 @noindent
1178 The most common visible consequence of this is surprising line numbers
1179 in error messages.
1181 There is no restriction on what can go in a macro body provided it
1182 decomposes into valid preprocessing tokens.  Parentheses need not
1183 balance, and the body need not resemble valid C code.  (If it does not,
1184 you may get error messages from the C compiler when you use the macro.)
1186 The C preprocessor scans your program sequentially.  Macro definitions
1187 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
1188 to the C preprocessor
1190 @example
1191 foo = X;
1192 #define X 4
1193 bar = X;
1194 @end example
1196 @noindent
1197 produces
1199 @example
1200 foo = X;
1201 bar = 4;
1202 @end example
1204 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
1205 replaces the macro invocation, then the expansion is examined for more
1206 macros to expand.  For example,
1208 @example
1209 @group
1210 #define TABLESIZE BUFSIZE
1211 #define BUFSIZE 1024
1212 TABLESIZE
1213      @expansion{} BUFSIZE
1214      @expansion{} 1024
1215 @end group
1216 @end example
1218 @noindent
1219 @code{TABLESIZE} is expanded first to produce @code{BUFSIZE}, then that
1220 macro is expanded to produce the final result, @code{1024}.
1222 Notice that @code{BUFSIZE} was not defined when @code{TABLESIZE} was
1223 defined.  The @samp{#define} for @code{TABLESIZE} uses exactly the
1224 expansion you specify---in this case, @code{BUFSIZE}---and does not
1225 check to see whether it too contains macro names.  Only when you
1226 @emph{use} @code{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for
1227 more macro names.
1229 This makes a difference if you change the definition of @code{BUFSIZE}
1230 at some point in the source file.  @code{TABLESIZE}, defined as shown,
1231 will always expand using the definition of @code{BUFSIZE} that is
1232 currently in effect:
1234 @example
1235 #define BUFSIZE 1020
1236 #define TABLESIZE BUFSIZE
1237 #undef BUFSIZE
1238 #define BUFSIZE 37
1239 @end example
1241 @noindent
1242 Now @code{TABLESIZE} expands (in two stages) to @code{37}.
1244 If the expansion of a macro contains its own name, either directly or
1245 via intermediate macros, it is not expanded again when the expansion is
1246 examined for more macros.  This prevents infinite recursion.
1247 @xref{Self-Referential Macros}, for the precise details.
1249 @node Function-like Macros
1250 @section Function-like Macros
1251 @cindex function-like macros
1253 You can also define macros whose use looks like a function call.  These
1254 are called @dfn{function-like macros}.  To define a function-like macro,
1255 you use the same @samp{#define} directive, but you put a pair of
1256 parentheses immediately after the macro name.  For example,
1258 @example
1259 #define lang_init()  c_init()
1260 lang_init()
1261      @expansion{} c_init()
1262 @end example
1264 A function-like macro is only expanded if its name appears with a pair
1265 of parentheses after it.  If you write just the name, it is left alone.
1266 This can be useful when you have a function and a macro of the same
1267 name, and you wish to use the function sometimes.
1269 @example
1270 extern void foo(void);
1271 #define foo() /* optimized inline version */
1272 @dots{}
1273   foo();
1274   funcptr = foo;
1275 @end example
1277 Here the call to @code{foo()} will use the macro, but the function
1278 pointer will get the address of the real function.  If the macro were to
1279 be expanded, it would cause a syntax error.
1281 If you put spaces between the macro name and the parentheses in the
1282 macro definition, that does not define a function-like macro, it defines
1283 an object-like macro whose expansion happens to begin with a pair of
1284 parentheses.
1286 @example
1287 #define lang_init ()    c_init()
1288 lang_init()
1289      @expansion{} () c_init()()
1290 @end example
1292 The first two pairs of parentheses in this expansion come from the
1293 macro.  The third is the pair that was originally after the macro
1294 invocation.  Since @code{lang_init} is an object-like macro, it does not
1295 consume those parentheses.
1297 @node Macro Arguments
1298 @section Macro Arguments
1299 @cindex arguments
1300 @cindex macros with arguments
1301 @cindex arguments in macro definitions
1303 Function-like macros can take @dfn{arguments}, just like true functions.
1304 To define a macro that uses arguments, you insert @dfn{parameters}
1305 between the pair of parentheses in the macro definition that make the
1306 macro function-like.  The parameters must be valid C identifiers,
1307 separated by commas and optionally whitespace.
1309 To invoke a macro that takes arguments, you write the name of the macro
1310 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated
1311 by commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a
1312 single logical line---it can cross as many lines in the source file as
1313 you wish.  The number of arguments you give must match the number of
1314 parameters in the macro definition.  When the macro is expanded, each
1315 use of a parameter in its body is replaced by the tokens of the
1316 corresponding argument.  (You need not use all of the parameters in the
1317 macro body.)
1319 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
1320 values, as it is defined in many C programs, and some uses.
1322 @example
1323 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1324   x = min(a, b);          @expansion{}  x = ((a) < (b) ? (a) : (b));
1325   y = min(1, 2);          @expansion{}  y = ((1) < (2) ? (1) : (2));
1326   z = min(a + 28, *p);    @expansion{}  z = ((a + 28) < (*p) ? (a + 28) : (*p));
1327 @end example
1329 @noindent
1330 (In this small example you can already see several of the dangers of
1331 macro arguments.  @xref{Macro Pitfalls}, for detailed explanations.)
1333 Leading and trailing whitespace in each argument is dropped, and all
1334 whitespace between the tokens of an argument is reduced to a single
1335 space.  Parentheses within each argument must balance; a comma within
1336 such parentheses does not end the argument.  However, there is no
1337 requirement for square brackets or braces to balance, and they do not
1338 prevent a comma from separating arguments.  Thus,
1340 @example
1341 macro (array[x = y, x + 1])
1342 @end example
1344 @noindent
1345 passes two arguments to @code{macro}: @code{array[x = y} and @code{x +
1346 1]}.  If you want to supply @code{array[x = y, x + 1]} as an argument,
1347 you can write it as @code{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
1348 code.
1350 All arguments to a macro are completely macro-expanded before they are
1351 substituted into the macro body.  After substitution, the complete text
1352 is scanned again for macros to expand, including the arguments.  This rule
1353 may seem strange, but it is carefully designed so you need not worry
1354 about whether any function call is actually a macro invocation.  You can
1355 run into trouble if you try to be too clever, though.  @xref{Argument
1356 Prescan}, for detailed discussion.
1358 For example, @code{min (min (a, b), c)} is first expanded to
1360 @example
1361   min (((a) < (b) ? (a) : (b)), (c))
1362 @end example
1364 @noindent
1365 and then to
1367 @example
1368 @group
1369 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
1370  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
1371  : (c))
1372 @end group
1373 @end example
1375 @noindent
1376 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
1378 @cindex empty macro arguments
1379 You can leave macro arguments empty; this is not an error to the
1380 preprocessor (but many macros will then expand to invalid code).
1381 You cannot leave out arguments entirely; if a macro takes two arguments,
1382 there must be exactly one comma at the top level of its argument list.
1383 Here are some silly examples using @code{min}:
1385 @example
1386 min(, b)        @expansion{} ((   ) < (b) ? (   ) : (b))
1387 min(a, )        @expansion{} ((a  ) < ( ) ? (a  ) : ( ))
1388 min(,)          @expansion{} ((   ) < ( ) ? (   ) : ( ))
1389 min((,),)       @expansion{} (((,)) < ( ) ? ((,)) : ( ))
1391 min()      @error{} macro "min" requires 2 arguments, but only 1 given
1392 min(,,)    @error{} macro "min" passed 3 arguments, but takes just 2
1393 @end example
1395 Whitespace is not a preprocessing token, so if a macro @code{foo} takes
1396 one argument, @code{@w{foo ()}} and @code{@w{foo ( )}} both supply it an
1397 empty argument.  Previous GNU preprocessor implementations and
1398 documentation were incorrect on this point, insisting that a
1399 function-like macro that takes a single argument be passed a space if an
1400 empty argument was required.
1402 Macro parameters appearing inside string literals are not replaced by
1403 their corresponding actual arguments.
1405 @example
1406 #define foo(x) x, "x"
1407 foo(bar)        @expansion{} bar, "x"
1408 @end example
1410 @node Stringification
1411 @section Stringification
1412 @cindex stringification
1413 @cindex @samp{#} operator
1415 Sometimes you may want to convert a macro argument into a string
1416 constant.  Parameters are not replaced inside string constants, but you
1417 can use the @samp{#} preprocessing operator instead.  When a macro
1418 parameter is used with a leading @samp{#}, the preprocessor replaces it
1419 with the literal text of the actual argument, converted to a string
1420 constant.  Unlike normal parameter replacement, the argument is not
1421 macro-expanded first.  This is called @dfn{stringification}.
1423 There is no way to combine an argument with surrounding text and
1424 stringify it all together.  Instead, you can write a series of adjacent
1425 string constants and stringified arguments.  The preprocessor will
1426 replace the stringified arguments with string constants.  The C
1427 compiler will then combine all the adjacent string constants into one
1428 long string.
1430 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1432 @example
1433 @group
1434 #define WARN_IF(EXP) \
1435 do @{ if (EXP) \
1436         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1437 while (0)
1438 WARN_IF (x == 0);
1439      @expansion{} do @{ if (x == 0)
1440            fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} while (0);
1441 @end group
1442 @end example
1444 @noindent
1445 The argument for @code{EXP} is substituted once, as-is, into the
1446 @code{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1447 @code{fprintf}.  If @code{x} were a macro, it would be expanded in the
1448 @code{if} statement, but not in the string.
1450 The @code{do} and @code{while (0)} are a kludge to make it possible to
1451 write @code{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance of
1452 @code{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1453 @ref{Swallowing the Semicolon}.
1455 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1456 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the quotes
1457 surrounding embedded string constants, and all backslashes within string and
1458 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1459 proper contents.  Thus, stringifying @code{@w{p = "foo\n";}} results in
1460 @t{@w{"p = \"foo\\n\";"}}.  However, backslashes that are not inside string
1461 or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1462 stringifies to @t{"\n"}.
1464 All leading and trailing whitespace in text being stringified is
1465 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1466 converted to a single space in the stringified result.  Comments are
1467 replaced by whitespace long before stringification happens, so they
1468 never appear in stringified text.
1470 There is no way to convert a macro argument into a character constant.
1472 If you want to stringify the result of expansion of a macro argument,
1473 you have to use two levels of macros.
1475 @example
1476 #define xstr(s) str(s)
1477 #define str(s) #s
1478 #define foo 4
1479 str (foo)
1480      @expansion{} "foo"
1481 xstr (foo)
1482      @expansion{} xstr (4)
1483      @expansion{} str (4)
1484      @expansion{} "4"
1485 @end example
1487 @code{s} is stringified when it is used in @code{str}, so it is not
1488 macro-expanded first.  But @code{s} is an ordinary argument to
1489 @code{xstr}, so it is completely macro-expanded before @code{xstr}
1490 itself is expanded (@pxref{Argument Prescan}).  Therefore, by the time
1491 @code{str} gets to its argument, it has already been macro-expanded.
1493 @node Concatenation
1494 @section Concatenation
1495 @cindex concatenation
1496 @cindex token pasting
1497 @cindex token concatenation
1498 @cindex @samp{##} operator
1500 It is often useful to merge two tokens into one while expanding macros.
1501 This is called @dfn{token pasting} or @dfn{token concatenation}.  The
1502 @samp{##} preprocessing operator performs token pasting.  When a macro
1503 is expanded, the two tokens on either side of each @samp{##} operator
1504 are combined into a single token, which then replaces the @samp{##} and
1505 the two original tokens in the macro expansion.  Usually both will be
1506 identifiers, or one will be an identifier and the other a preprocessing
1507 number.  When pasted, they make a longer identifier.  This isn't the
1508 only valid case.  It is also possible to concatenate two numbers (or a
1509 number and a name, such as @code{1.5} and @code{e3}) into a number.
1510 Also, multi-character operators such as @code{+=} can be formed by
1511 token pasting.
1513 However, two tokens that don't together form a valid token cannot be
1514 pasted together.  For example, you cannot concatenate @code{x} with
1515 @code{+} in either order.  If you try, the preprocessor issues a warning
1516 and emits the two tokens.  Whether it puts white space between the
1517 tokens is undefined.  It is common to find unnecessary uses of @samp{##}
1518 in complex macros.  If you get this warning, it is likely that you can
1519 simply remove the @samp{##}.
1521 Both the tokens combined by @samp{##} could come from the macro body,
1522 but you could just as well write them as one token in the first place.
1523 Token pasting is most useful when one or both of the tokens comes from a
1524 macro argument.  If either of the tokens next to an @samp{##} is a
1525 parameter name, it is replaced by its actual argument before @samp{##}
1526 executes.  As with stringification, the actual argument is not
1527 macro-expanded first.  If the argument is empty, that @samp{##} has no
1528 effect.
1530 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1531 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1532 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}.  You can put as much
1533 whitespace between @samp{##} and its operands as you like, including
1534 comments, and you can put comments in arguments that will be
1535 concatenated.  However, it is an error if @samp{##} appears at either
1536 end of a macro body.
1538 Consider a C program that interprets named commands.  There probably
1539 needs to be a table of commands, perhaps an array of structures declared
1540 as follows:
1542 @example
1543 @group
1544 struct command
1546   char *name;
1547   void (*function) (void);
1549 @end group
1551 @group
1552 struct command commands[] =
1554   @{ "quit", quit_command @},
1555   @{ "help", help_command @},
1556   @dots{}
1558 @end group
1559 @end example
1561 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1562 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1563 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1564 constant can be created with stringification, and the function name by
1565 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1567 @example
1568 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1570 struct command commands[] =
1572   COMMAND (quit),
1573   COMMAND (help),
1574   @dots{}
1576 @end example
1578 @node Variadic Macros
1579 @section Variadic Macros
1580 @cindex variable number of arguments
1581 @cindex macros with variable arguments
1582 @cindex variadic macros
1584 A macro can be declared to accept a variable number of arguments much as
1585 a function can.  The syntax for defining the macro is similar to that of
1586 a function.  Here is an example:
1588 @example
1589 #define eprintf(@dots{}) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
1590 @end example
1592 This kind of macro is called @dfn{variadic}.  When the macro is invoked,
1593 all the tokens in its argument list after the last named argument (this
1594 macro has none), including any commas, become the @dfn{variable
1595 argument}.  This sequence of tokens replaces the identifier
1596 @code{@w{__VA_ARGS__}} in the macro body wherever it appears.  Thus, we
1597 have this expansion:
1599 @example
1600 eprintf ("%s:%d: ", input_file, lineno)
1601      @expansion{}  fprintf (stderr, "%s:%d: ", input_file, lineno)
1602 @end example
1604 The variable argument is completely macro-expanded before it is inserted
1605 into the macro expansion, just like an ordinary argument.  You may use
1606 the @samp{#} and @samp{##} operators to stringify the variable argument
1607 or to paste its leading or trailing token with another token.  (But see
1608 below for an important special case for @samp{##}.)
1610 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
1611 the variable argument than @code{@w{__VA_ARGS__}}.  GNU CPP permits
1612 this, as an extension.  You may write an argument name immediately
1613 before the @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.
1614 The @code{eprintf} macro above could be written
1616 @example
1617 #define eprintf(args@dots{}) fprintf (stderr, args)
1618 @end example
1620 @noindent
1621 using this extension.  You cannot use @code{__VA_ARGS__} and this
1622 extension in the same macro.
1624 You can have named arguments as well as variable arguments in a variadic
1625 macro.  We could define @code{eprintf} like this, instead:
1627 @example
1628 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
1629 @end example
1631 @noindent
1632 This formulation looks more descriptive, but unfortunately it is less
1633 flexible: you must now supply at least one argument after the format
1634 string.  In standard C, you cannot omit the comma separating the named
1635 argument from the variable arguments.  Furthermore, if you leave the
1636 variable argument empty, you will get a syntax error, because
1637 there will be an extra comma after the format string.
1639 @example
1640 eprintf("success!\n", );
1641      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1642 @end example
1644 GNU CPP has a pair of extensions which deal with this problem.  First,
1645 you are allowed to leave the variable argument out entirely:
1647 @example
1648 eprintf ("success!\n")
1649      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n", );
1650 @end example
1652 @noindent
1653 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1654 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1656 @example
1657 #define eprintf(format, @dots{}) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1658 @end example
1660 @noindent
1661 and the variable argument is left out when the @code{eprintf} macro is
1662 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1663 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1664 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1666 @example
1667 eprintf ("success!\n")
1668      @expansion{} fprintf(stderr, "success!\n");
1669 @end example
1671 C99 mandates that the only place the identifier @code{@w{__VA_ARGS__}}
1672 can appear is in the replacement list of a variadic macro.  It may not
1673 be used as a macro name, macro argument name, or within a different type
1674 of macro.  It may also be forbidden in open text; the standard is
1675 ambiguous.  We recommend you avoid using it except for its defined
1676 purpose.
1678 Variadic macros are a new feature in C99.  GNU CPP has supported them
1679 for a long time, but only with a named variable argument
1680 (@samp{args@dots{}}, not @samp{@dots{}} and @code{@w{__VA_ARGS__}}).  If you are
1681 concerned with portability to previous versions of GCC, you should use
1682 only named variable arguments.  On the other hand, if you are concerned
1683 with portability to other conforming implementations of C99, you should
1684 use only @code{@w{__VA_ARGS__}}.
1686 Previous versions of GNU CPP implemented the comma-deletion extension
1687 much more generally.  We have restricted it in this release to minimize
1688 the differences from C99.  To get the same effect with both this and
1689 previous versions of GCC, the token preceding the special @samp{##} must
1690 be a comma, and there must be white space between that comma and
1691 whatever comes immediately before it:
1693 @example
1694 #define eprintf(format, args@dots{}) fprintf (stderr, format , ##args)
1695 @end example
1697 @noindent
1698 @xref{Differences from previous versions}, for the gory details.
1700 @node Predefined Macros
1701 @section Predefined Macros
1703 @cindex predefined macros
1704 Several object-like macros are predefined; you use them without
1705 supplying their definitions.  They fall into three classes: standard,
1706 common, and system-specific.
1708 In C++, there is a fourth category, the named operators.  They act like
1709 predefined macros, but you cannot undefine them.
1711 @menu
1712 * Standard Predefined Macros::
1713 * Common Predefined Macros::
1714 * System-specific Predefined Macros::
1715 * C++ Named Operators::
1716 @end menu
1718 @node Standard Predefined Macros
1719 @subsection Standard Predefined Macros
1720 @cindex standard predefined macros.
1722 The standard predefined macros are specified by the C and/or C++
1723 language standards, so they are available with all compilers that
1724 implement those standards.  Older compilers may not provide all of
1725 them.  Their names all start with double underscores.
1727 @table @code
1728 @item __FILE__
1729 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1730 a C string constant.  This is the path by which the preprocessor opened
1731 the file, not the short name specified in @samp{#include} or as the
1732 input file name argument.  For example,
1733 @code{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion of this
1734 macro.
1736 @item __LINE__
1737 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1738 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1739 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1740 new line of source code.
1741 @end table
1743 @code{__FILE__} and @code{__LINE__} are useful in generating an error
1744 message to report an inconsistency detected by the program; the message
1745 can state the source line at which the inconsistency was detected.  For
1746 example,
1748 @example
1749 fprintf (stderr, "Internal error: "
1750                  "negative string length "
1751                  "%d at %s, line %d.",
1752          length, __FILE__, __LINE__);
1753 @end example
1755 An @samp{#include} directive changes the expansions of @code{__FILE__}
1756 and @code{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1757 that file, when processing resumes on the input file that contained
1758 the @samp{#include} directive, the expansions of @code{__FILE__} and
1759 @code{__LINE__} revert to the values they had before the
1760 @samp{#include} (but @code{__LINE__} is then incremented by one as
1761 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1763 A @samp{#line} directive changes @code{__LINE__}, and may change
1764 @code{__FILE__} as well.  @xref{Line Control}.
1766 C99 introduces @code{__func__}, and GCC has provided @code{__FUNCTION__}
1767 for a long time.  Both of these are strings containing the name of the
1768 current function (there are slight semantic differences; see the GCC
1769 manual).  Neither of them is a macro; the preprocessor does not know the
1770 name of the current function.  They tend to be useful in conjunction
1771 with @code{__FILE__} and @code{__LINE__}, though.
1773 @table @code
1775 @item __DATE__
1776 This macro expands to a string constant that describes the date on which
1777 the preprocessor is being run.  The string constant contains eleven
1778 characters and looks like @code{@w{"Feb 12 1996"}}.  If the day of the
1779 month is less than 10, it is padded with a space on the left.
1781 @item __TIME__
1782 This macro expands to a string constant that describes the time at
1783 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1784 eight characters and looks like @code{"23:59:01"}.
1786 @item __STDC__
1787 In normal operation, this macro expands to the constant 1, to signify
1788 that this compiler conforms to ISO Standard C@.  If GNU CPP is used with
1789 a compiler other than GCC, this is not necessarily true; however, the
1790 preprocessor always conforms to the standard, unless the
1791 @option{-traditional} option is used.
1793 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used.
1795 On some hosts, the system compiler uses a different convention, where
1796 @code{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1797 conformance to the C Standard.  GNU CPP follows the host convention when
1798 processing system header files, but when processing user files
1799 @code{__STDC__} is always 1.  This has been reported to cause problems;
1800 for instance, some versions of Solaris provide X Windows headers that
1801 expect @code{__STDC__} to be either undefined or 1.  You may be able to
1802 work around this sort of problem by using an @option{-I} option to
1803 cancel treatment of those headers as system headers.  @xref{Invocation}.
1805 @item __STDC_VERSION__
1806 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1807 constant of the form @code{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1808 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1809 which version of the C Standard the compiler conforms to.  Like
1810 @code{__STDC__}, this is not necessarily accurate for the entire
1811 implementation, unless GNU CPP is being used with GCC@.
1813 The value @code{199409L} signifies the 1989 C standard as amended in
1814 1994, which is the current default; the value @code{199901L} signifies
1815 the 1999 revision of the C standard.  Support for the 1999 revision is
1816 not yet complete.
1818 This macro is not defined if the @option{-traditional} option is used, nor
1819 when compiling C++ or Objective-C@.
1821 @item __STDC_HOSTED__
1822 This macro is defined, with value 1, if the compiler's target is a
1823 @dfn{hosted environment}.  A hosted environment has the complete
1824 facilities of the standard C library available.
1826 @item __cplusplus
1827 This macro is defined when the C++ compiler is in use.  You can use
1828 @code{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C compiler
1829 or a C++ compiler.  This macro is similar to @code{__STDC_VERSION__}, in
1830 that it expands to a version number.  A fully conforming implementation
1831 of the 1998 C++ standard will define this macro to @code{199711L}.  The
1832 GNU C++ compiler is not yet fully conforming, so it uses @code{1}
1833 instead.  We hope to complete our implementation in the near future.
1835 @end table
1837 @node Common Predefined Macros
1838 @subsection Common Predefined Macros
1839 @cindex common predefined macros
1841 The common predefined macros are GNU C extensions.  They are available
1842 with the same meanings regardless of the machine or operating system on
1843 which you are using GNU C@.  Their names all start with double
1844 underscores.
1846 @table @code
1848 @item __GNUC__
1849 @itemx __GNUC_MINOR__
1850 @itemx __GNUC_PATCHLEVEL__
1851 These macros are defined by all GNU compilers that use the C
1852 preprocessor: C, C++, and Objective-C@.  Their values are the major
1853 version, minor version, and patch level of the compiler, as integer
1854 constants.  For example, GCC 3.2.1 will define @code{__GNUC__} to 3,
1855 @code{__GNUC_MINOR__} to 2, and @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} to 1.  They
1856 are defined only when the entire compiler is in use; if you invoke the
1857 preprocessor directly, they are not defined.
1859 @code{__GNUC_PATCHLEVEL__} is new to GCC 3.0; it is also present in the
1860 widely-used development snapshots leading up to 3.0 (which identify
1861 themselves as GCC 2.96 or 2.97, depending on which snapshot you have).
1863 If all you need to know is whether or not your program is being compiled
1864 by GCC, you can simply test @code{__GNUC__}.  If you need to write code
1865 which depends on a specific version, you must be more careful.  Each
1866 time the minor version is increased, the patch level is reset to zero;
1867 each time the major version is increased (which happens rarely), the
1868 minor version and patch level are reset.  If you wish to use the
1869 predefined macros directly in the conditional, you will need to write it
1870 like this:
1872 @example
1873 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1874 #if __GNUC__ > 3 || \
1875     (__GNUC__ == 3 && (__GNUC_MINOR__ > 2 || \
1876                        (__GNUC_MINOR__ == 2 && \
1877                         __GNUC_PATCHLEVEL__ > 0))
1878 @end example
1880 @noindent
1881 Another approach is to use the predefined macros to
1882 calculate a single number, then compare that against a threshold:
1884 @example
1885 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 \
1886                      + __GNUC_MINOR__ * 100 \
1887                      + __GNUC_PATCHLEVEL__)
1888 @dots{}
1889 /* @r{Test for GCC > 3.2.0} */
1890 #if GCC_VERSION > 30200
1891 @end example
1893 @noindent
1894 Many people find this form easier to understand.
1896 @item __OBJC__
1897 This macro is defined, with value 1, when the Objective-C compiler is in
1898 use.  You can use @code{__OBJC__} to test whether a header is compiled
1899 by a C compiler or a Objective-C compiler.
1901 @item __GNUG__
1902 The GNU C++ compiler defines this.  Testing it is equivalent to
1903 testing @code{@w{(__GNUC__ && __cplusplus)}}.
1905 @item __STRICT_ANSI__
1906 GCC defines this macro if and only if the @option{-ansi} switch, or a
1907 @option{-std} switch specifying strict conformance to some version of ISO C,
1908 was specified when GCC was invoked.  It is defined to @samp{1}.
1909 This macro exists primarily to direct GNU libc's header files to
1910 restrict their definitions to the minimal set found in the 1989 C
1911 standard.
1913 @item __BASE_FILE__
1914 This macro expands to the name of the main input file, in the form
1915 of a C string constant.  This is the source file that was specified
1916 on the command line of the preprocessor or C compiler.
1918 @item __INCLUDE_LEVEL__
1919 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
1920 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
1921 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
1922 end of every included file.  It starts out at 0, it's value within the
1923 base file specified on the command line.
1925 @item __VERSION__
1926 This macro expands to a string constant which describes the version of
1927 the compiler in use.  You should not rely on its contents having any
1928 particular form, but it can be counted on to contain at least the
1929 release number.
1931 @item __OPTIMIZE__
1932 @itemx __OPTIMIZE_SIZE__
1933 @itemx __NO_INLINE__
1934 These macros describe the compilation mode.  @code{__OPTIMIZE__} is
1935 defined in all optimizing compilations.  @code{__OPTIMIZE_SIZE__} is
1936 defined if the compiler is optimizing for size, not speed.
1937 @code{__NO_INLINE__} is defined if no functions will be inlined into
1938 their callers (when not optimizing, or when inlining has been
1939 specifically disabled by @option{-fno-inline}).
1941 These macros cause certain GNU header files to provide optimized
1942 definitions, using macros or inline functions, of system library
1943 functions.  You should not use these macros in any way unless you make
1944 sure that programs will execute with the same effect whether or not they
1945 are defined.  If they are defined, their value is 1.
1947 @item __CHAR_UNSIGNED__
1948 GCC defines this macro if and only if the data type @code{char} is
1949 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
1950 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not use this macro
1951 yourself; instead, refer to the standard macros defined in @file{limits.h}.
1953 @item __REGISTER_PREFIX__
1954 This macro expands to a single token (not a string constant) which is
1955 the prefix applied to CPU register names in assembly language for this
1956 target.  You can use it to write assembly that is usable in multiple
1957 environments.  For example, in the @code{m68k-aout} environment it
1958 expands to nothing, but in the @code{m68k-coff} environment it expands
1959 to a single @samp{%}.
1961 @item __USER_LABEL_PREFIX__
1962 This macro expands to a single token which is the prefix applied to
1963 user labels (symbols visible to C code) in assembly.  For example, in
1964 the @code{m68k-aout} environment it expands to an @samp{_}, but in the
1965 @code{m68k-coff} environment it expands to nothing.
1967 This macro will have the correct definition even if
1968 @option{-f(no-)underscores} is in use, but it will not be correct if
1969 target-specific options that adjust this prefix are used (e.g.@: the
1970 OSF/rose @option{-mno-underscores} option).
1972 @item __SIZE_TYPE__
1973 @itemx __PTRDIFF_TYPE__
1974 @itemx __WCHAR_TYPE__
1975 @itemx __WINT_TYPE__
1976 These macros are defined to the correct underlying types for the
1977 @code{size_t}, @code{ptrdiff_t}, @code{wchar_t}, and @code{wint_t}
1978 typedefs, respectively.  They exist to make the standard header files
1979 @file{stddef.h} and @file{wchar.h} work correctly.  You should not use
1980 these macros directly; instead, include the appropriate headers and use
1981 the typedefs.
1983 @item __USING_SJLJ_EXCEPTIONS__
1984 This macro is defined, with value 1, if the compiler uses the old
1985 mechanism based on @code{setjmp} and @code{longjmp} for exception
1986 handling.
1987 @end table
1989 @node System-specific Predefined Macros
1990 @subsection System-specific Predefined Macros
1992 @cindex system-specific predefined macros
1993 @cindex predefined macros, system-specific
1994 @cindex reserved namespace
1996 The C preprocessor normally predefines several macros that indicate what
1997 type of system and machine is in use.  They are obviously different on
1998 each target supported by GCC@.  This manual, being for all systems and
1999 machines, cannot tell you what their names are, but you can use
2000 @command{cpp -dM} to see them all.  @xref{Invocation}.  All system-specific
2001 predefined macros expand to the constant 1, so you can test them with
2002 either @samp{#ifdef} or @samp{#if}.
2004 The C standard requires that all system-specific macros be part of the
2005 @dfn{reserved namespace}.  All names which begin with two underscores,
2006 or an underscore and a capital letter, are reserved for the compiler and
2007 library to use as they wish.  However, historically system-specific
2008 macros have had names with no special prefix; for instance, it is common
2009 to find @code{unix} defined on Unix systems.  For all such macros, GCC
2010 provides a parallel macro with two underscores added at the beginning
2011 and the end.  If @code{unix} is defined, @code{__unix__} will be defined
2012 too.  There will never be more than two underscores; the parallel of
2013 @code{_mips} is @code{__mips__}.
2015 When the @option{-ansi} option, or any @option{-std} option that
2016 requests strict conformance, is given to the compiler, all the
2017 system-specific predefined macros outside the reserved namespace are
2018 suppressed.  The parallel macros, inside the reserved namespace, remain
2019 defined.
2021 We are slowly phasing out all predefined macros which are outside the
2022 reserved namespace.  You should never use them in new programs, and we
2023 encourage you to correct older code to use the parallel macros whenever
2024 you find it.  We don't recommend you use the system-specific macros that
2025 are in the reserved namespace, either.  It is better in the long run to
2026 check specifically for features you need, using a tool such as
2027 @command{autoconf}.
2029 @node C++ Named Operators
2030 @subsection C++ Named Operators
2031 @cindex named operators
2032 @cindex C++ named operators
2033 @cindex iso646.h
2035 In C++, there are eleven keywords which are simply alternate spellings
2036 of operators normally written with punctuation.  These keywords are
2037 treated as such even in the preprocessor.  They function as operators in
2038 @samp{#if}, and they cannot be defined as macros or poisoned.  In C, you
2039 can request that those keywords take their C++ meaning by including
2040 @file{iso646.h}.  That header defines each one as a normal object-like
2041 macro expanding to the appropriate punctuator.
2043 These are the named operators and their corresponding punctuators:
2045 @multitable {Named Operator} {Punctuator}
2046 @item Named Operator @tab Punctuator
2047 @item @code{and}    @tab @code{&&}
2048 @item @code{and_eq} @tab @code{&=}
2049 @item @code{bitand} @tab @code{&}
2050 @item @code{bitor}  @tab @code{|}
2051 @item @code{compl}  @tab @code{~}
2052 @item @code{not}    @tab @code{!}
2053 @item @code{not_eq} @tab @code{!=}
2054 @item @code{or}     @tab @code{||}
2055 @item @code{or_eq}  @tab @code{|=}
2056 @item @code{xor}    @tab @code{^}
2057 @item @code{xor_eq} @tab @code{^=}
2058 @end multitable
2060 @node Undefining and Redefining Macros
2061 @section Undefining and Redefining Macros
2062 @cindex undefining macros
2063 @cindex redefining macros
2064 @findex #undef
2066 If a macro ceases to be useful, it may be @dfn{undefined} with the
2067 @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} takes a single argument, the
2068 name of the macro to undefine.  You use the bare macro name, even if the
2069 macro is function-like.  It is an error if anything appears on the line
2070 after the macro name.  @samp{#undef} has no effect if the name is not a
2071 macro.
2073 @example
2074 #define FOO 4
2075 x = FOO;        @expansion{} x = 4;
2076 #undef FOO
2077 x = FOO;        @expansion{} x = FOO;
2078 @end example
2080 Once a macro has been undefined, that identifier may be @dfn{redefined}
2081 as a macro by a subsequent @samp{#define} directive.  The new definition
2082 need not have any resemblance to the old definition.
2084 However, if an identifier which is currently a macro is redefined, then
2085 the new definition must be @dfn{effectively the same} as the old one.
2086 Two macro definitions are effectively the same if:
2087 @itemize @bullet
2088 @item Both are the same type of macro (object- or function-like).
2089 @item All the tokens of the replacement list are the same.
2090 @item If there are any parameters, they are the same.
2091 @item Whitespace appears in the same places in both.  It need not be
2092 exactly the same amount of whitespace, though.  Remember that comments
2093 count as whitespace.
2094 @end itemize
2096 @noindent
2097 These definitions are effectively the same:
2098 @example
2099 #define FOUR (2 + 2)
2100 #define FOUR         (2    +    2)
2101 #define FOUR (2 /* two */ + 2)
2102 @end example
2103 @noindent
2104 but these are not:
2105 @example
2106 #define FOUR (2 + 2)
2107 #define FOUR ( 2+2 )
2108 #define FOUR (2 * 2)
2109 #define FOUR(score,and,seven,years,ago) (2 + 2)
2110 @end example
2112 If a macro is redefined with a definition that is not effectively the
2113 same as the old one, the preprocessor issues a warning and changes the
2114 macro to use the new definition.  If the new definition is effectively
2115 the same, the redefinition is silently ignored.  This allows, for
2116 instance, two different headers to define a common macro.  The
2117 preprocessor will only complain if the definitions do not match.
2119 @node Macro Pitfalls
2120 @section Macro Pitfalls
2121 @cindex problems with macros
2122 @cindex pitfalls of macros
2124 In this section we describe some special rules that apply to macros and
2125 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
2126 counter-intuitive consequences that you must watch out for.
2128 @menu
2129 * Misnesting::
2130 * Operator Precedence Problems::
2131 * Swallowing the Semicolon::
2132 * Duplication of Side Effects::
2133 * Self-Referential Macros::
2134 * Argument Prescan::
2135 * Newlines in Arguments::
2136 @end menu
2138 @node Misnesting
2139 @subsection Misnesting
2141 When a macro is called with arguments, the arguments are substituted
2142 into the macro body and the result is checked, together with the rest of
2143 the input file, for more macro calls.  It is possible to piece together
2144 a macro call coming partially from the macro body and partially from the
2145 arguments.  For example,
2147 @example
2148 #define twice(x) (2*(x))
2149 #define call_with_1(x) x(1)
2150 call_with_1 (twice)
2151      @expansion{} twice(1)
2152      @expansion{} (2*(1))
2153 @end example
2155 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
2156 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
2157 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
2158 For example,
2160 @example
2161 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
2162 @dots{}
2163 strange(stderr) p, 35)
2164      @expansion{} fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)
2165 @end example
2167 The ability to piece together a macro call can be useful, but the use of
2168 unbalanced open parentheses in a macro body is just confusing, and
2169 should be avoided.
2171 @node Operator Precedence Problems
2172 @subsection Operator Precedence Problems
2173 @cindex parentheses in macro bodies
2175 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
2176 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
2177 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
2178 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
2179 way.
2181 Suppose you define a macro as follows,
2183 @example
2184 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
2185 @end example
2187 @noindent
2188 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
2189 to compute how many @code{int} objects are needed to hold a certain
2190 number of @code{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
2192 @example
2193 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
2194      @expansion{} a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
2195 @end example
2197 @noindent
2198 This does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
2199 C make it equivalent to this:
2201 @example
2202 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2203 @end example
2205 @noindent
2206 What we want is this:
2208 @example
2209 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
2210 @end example
2212 @noindent
2213 Defining the macro as
2215 @example
2216 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
2217 @end example
2219 @noindent
2220 provides the desired result.
2222 Unintended grouping can result in another way.  Consider @code{sizeof
2223 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
2224 compute the size of the type of @code{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
2225 means something very different.  Here is what it expands to:
2227 @example
2228 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
2229 @end example
2231 @noindent
2232 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
2233 precedence rules have put the division outside the @code{sizeof} when it
2234 was intended to be inside.
2236 Parentheses around the entire macro definition prevent such problems.
2237 Here, then, is the recommended way to define @code{ceil_div}:
2239 @example
2240 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
2241 @end example
2243 @node Swallowing the Semicolon
2244 @subsection Swallowing the Semicolon
2245 @cindex semicolons (after macro calls)
2247 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
2248 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
2249 pointer (the argument @code{p} says where to find it) across whitespace
2250 characters:
2252 @example
2253 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
2254 @{ char *lim = (limit);         \
2255   while (p < lim) @{            \
2256     if (*p++ != ' ') @{         \
2257       p--; break; @}@}@}
2258 @end example
2260 @noindent
2261 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
2262 be a single logical line, so that it resembles the way such code would
2263 be laid out if not part of a macro definition.
2265 A call to this macro might be @code{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
2266 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
2267 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
2268 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
2269 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
2270 @code{SKIP_SPACES (p, lim);}
2272 This can cause trouble before @code{else} statements, because the
2273 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
2275 @example
2276 if (*p != 0)
2277   SKIP_SPACES (p, lim);
2278 else @dots{}
2279 @end example
2281 @noindent
2282 The presence of two statements---the compound statement and a null
2283 statement---in between the @code{if} condition and the @code{else}
2284 makes invalid C code.
2286 The definition of the macro @code{SKIP_SPACES} can be altered to solve
2287 this problem, using a @code{do @dots{} while} statement.  Here is how:
2289 @example
2290 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
2291 do @{ char *lim = (limit);         \
2292      while (p < lim) @{            \
2293        if (*p++ != ' ') @{         \
2294          p--; break; @}@}@}          \
2295 while (0)
2296 @end example
2298 Now @code{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
2300 @example
2301 do @{@dots{}@} while (0);
2302 @end example
2304 @noindent
2305 which is one statement.  The loop executes exactly once; most compilers
2306 generate no extra code for it.
2308 @node Duplication of Side Effects
2309 @subsection Duplication of Side Effects
2311 @cindex side effects (in macro arguments)
2312 @cindex unsafe macros
2313 Many C programs define a macro @code{min}, for ``minimum'', like this:
2315 @example
2316 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2317 @end example
2319 When you use this macro with an argument containing a side effect,
2320 as shown here,
2322 @example
2323 next = min (x + y, foo (z));
2324 @end example
2326 @noindent
2327 it expands as follows:
2329 @example
2330 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
2331 @end example
2333 @noindent
2334 where @code{x + y} has been substituted for @code{X} and @code{foo (z)}
2335 for @code{Y}.
2337 The function @code{foo} is used only once in the statement as it appears
2338 in the program, but the expression @code{foo (z)} has been substituted
2339 twice into the macro expansion.  As a result, @code{foo} might be called
2340 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
2341 it takes a long time to compute, the results might not be what you
2342 intended.  We say that @code{min} is an @dfn{unsafe} macro.
2344 The best solution to this problem is to define @code{min} in a way that
2345 computes the value of @code{foo (z)} only once.  The C language offers
2346 no standard way to do this, but it can be done with GNU extensions as
2347 follows:
2349 @example
2350 #define min(X, Y)                \
2351 (@{ typeof (X) x_ = (X);          \
2352    typeof (Y) y_ = (Y);          \
2353    (x_ < y_) ? x_ : y_; @})
2354 @end example
2356 The @samp{(@{ @dots{} @})} notation produces a compound statement that
2357 acts as an expression.  Its value is the value of its last statement.
2358 This permits us to define local variables and assign each argument to
2359 one.  The local variables have underscores after their names to reduce
2360 the risk of conflict with an identifier of wider scope (it is impossible
2361 to avoid this entirely).  Now each argument is evaluated exactly once.
2363 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
2364 careful when @emph{using} the macro @code{min}.  For example, you can
2365 calculate the value of @code{foo (z)}, save it in a variable, and use
2366 that variable in @code{min}:
2368 @example
2369 @group
2370 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
2371 @dots{}
2373   int tem = foo (z);
2374   next = min (x + y, tem);
2376 @end group
2377 @end example
2379 @noindent
2380 (where we assume that @code{foo} returns type @code{int}).
2382 @node Self-Referential Macros
2383 @subsection Self-Referential Macros
2384 @cindex self-reference
2386 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
2387 definition.  Recall that all macro definitions are rescanned for more
2388 macros to replace.  If the self-reference were considered a use of the
2389 macro, it would produce an infinitely large expansion.  To prevent this,
2390 the self-reference is not considered a macro call.  It is passed into
2391 the preprocessor output unchanged.  Let's consider an example:
2393 @example
2394 #define foo (4 + foo)
2395 @end example
2397 @noindent
2398 where @code{foo} is also a variable in your program.
2400 Following the ordinary rules, each reference to @code{foo} will expand
2401 into @code{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
2402 @code{(4 + (4 + foo))}; and so on until the computer runs out of memory.
2404 The self-reference rule cuts this process short after one step, at
2405 @code{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition has the possibly
2406 useful effect of causing the program to add 4 to the value of @code{foo}
2407 wherever @code{foo} is referred to.
2409 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
2410 person reading the program who sees that @code{foo} is a variable will
2411 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
2412 identifier @code{foo} in the program and think its value should be that
2413 of the variable @code{foo}, whereas in fact the value is four greater.
2415 One common, useful use of self-reference is to create a macro which
2416 expands to itself.  If you write
2418 @example
2419 #define EPERM EPERM
2420 @end example
2422 @noindent
2423 then the macro @code{EPERM} expands to @code{EPERM}.  Effectively, it is
2424 left alone by the preprocessor whenever it's used in running text.  You
2425 can tell that it's a macro with @samp{#ifdef}.  You might do this if you
2426 want to define numeric constants with an @code{enum}, but have
2427 @samp{#ifdef} be true for each constant.
2429 If a macro @code{x} expands to use a macro @code{y}, and the expansion of
2430 @code{y} refers to the macro @code{x}, that is an @dfn{indirect
2431 self-reference} of @code{x}.  @code{x} is not expanded in this case
2432 either.  Thus, if we have
2434 @example
2435 #define x (4 + y)
2436 #define y (2 * x)
2437 @end example
2439 @noindent
2440 then @code{x} and @code{y} expand as follows:
2442 @example
2443 @group
2444 x    @expansion{} (4 + y)
2445      @expansion{} (4 + (2 * x))
2447 y    @expansion{} (2 * x)
2448      @expansion{} (2 * (4 + y))
2449 @end group
2450 @end example
2452 @noindent
2453 Each macro is expanded when it appears in the definition of the other
2454 macro, but not when it indirectly appears in its own definition.
2456 @node Argument Prescan
2457 @subsection Argument Prescan
2458 @cindex expansion of arguments
2459 @cindex macro argument expansion
2460 @cindex prescan of macro arguments
2462 Macro arguments are completely macro-expanded before they are
2463 substituted into a macro body, unless they are stringified or pasted
2464 with other tokens.  After substitution, the entire macro body, including
2465 the substituted arguments, is scanned again for macros to be expanded.
2466 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
2467 macro calls in them.
2469 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
2470 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
2471 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
2472 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
2473 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
2474 same results.
2476 You might expect the double scan to change the results when a
2477 self-referential macro is used in an argument of another macro
2478 (@pxref{Self-Referential Macros}): the self-referential macro would be
2479 expanded once in the first scan, and a second time in the second scan.
2480 However, this is not what happens.  The self-references that do not
2481 expand in the first scan are marked so that they will not expand in the
2482 second scan either.
2484 You might wonder, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
2485 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
2486 that the prescan does make a difference in three special cases:
2488 @itemize @bullet
2489 @item
2490 Nested calls to a macro.
2492 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
2493 contains a call to that very macro.  For example, if @code{f} is a macro
2494 that expects one argument, @code{f (f (1))} is a nested pair of calls to
2495 @code{f}.  The desired expansion is made by expanding @code{f (1)} and
2496 substituting that into the definition of @code{f}.  The prescan causes
2497 the expected result to happen.  Without the prescan, @code{f (1)} itself
2498 would be substituted as an argument, and the inner use of @code{f} would
2499 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
2500 be expanded.
2502 @item
2503 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
2505 If an argument is stringified or concatenated, the prescan does not
2506 occur.  If you @emph{want} to expand a macro, then stringify or
2507 concatenate its expansion, you can do that by causing one macro to call
2508 another macro that does the stringification or concatenation.  For
2509 instance, if you have
2511 @example
2512 #define AFTERX(x) X_ ## x
2513 #define XAFTERX(x) AFTERX(x)
2514 #define TABLESIZE 1024
2515 #define BUFSIZE TABLESIZE
2516 @end example
2518 then @code{AFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_BUFSIZE}, and
2519 @code{XAFTERX(BUFSIZE)} expands to @code{X_1024}.  (Not to
2520 @code{X_TABLESIZE}.  Prescan always does a complete expansion.)
2522 @item
2523 Macros used in arguments, whose expansions contain unshielded commas.
2525 This can cause a macro expanded on the second scan to be called with the
2526 wrong number of arguments.  Here is an example:
2528 @example
2529 #define foo  a,b
2530 #define bar(x) lose(x)
2531 #define lose(x) (1 + (x))
2532 @end example
2534 We would like @code{bar(foo)} to turn into @code{(1 + (foo))}, which
2535 would then turn into @code{(1 + (a,b))}.  Instead, @code{bar(foo)}
2536 expands into @code{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2537 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2538 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2539 arithmetic operations:
2541 @example
2542 #define foo (a,b)
2543 @exdent or
2544 #define bar(x) lose((x))
2545 @end example
2547 The extra pair of parentheses prevents the comma in @code{foo}'s
2548 definition from being interpreted as an argument separator.
2550 @end itemize
2552 @node Newlines in Arguments
2553 @subsection Newlines in Arguments
2554 @cindex newlines in macro arguments
2556 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
2557 lines.  However, in the present implementation, the entire expansion
2558 comes out on one line.  Thus line numbers emitted by the compiler or
2559 debugger refer to the line the invocation started on, which might be
2560 different to the line containing the argument causing the problem.
2562 Here is an example illustrating this:
2564 @example
2565 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
2567 ignore_second_arg (foo (),
2568                    ignored (),
2569                    syntax error);
2570 @end example
2572 @noindent
2573 The syntax error triggered by the tokens @code{syntax error} results in
2574 an error message citing line three---the line of ignore_second_arg---
2575 even though the problematic code comes from line five.
2577 We consider this a bug, and intend to fix it in the near future.
2579 @node Conditionals
2580 @chapter Conditionals
2581 @cindex conditionals
2583 A @dfn{conditional} is a directive that instructs the preprocessor to
2584 select whether or not to include a chunk of code in the final token
2585 stream passed to the compiler.  Preprocessor conditionals can test
2586 arithmetic expressions, or whether a name is defined as a macro, or both
2587 simultaneously using the special @code{defined} operator.
2589 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @code{if}
2590 statement in C, but it is important to understand the difference between
2591 them.  The condition in an @code{if} statement is tested during the
2592 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
2593 behave differently from run to run, depending on the data it is
2594 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
2595 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
2596 code to be included in the program depending on the situation at the
2597 time of compilation.
2599 However, the distinction is becoming less clear.  Modern compilers often
2600 do test @code{if} statements when a program is compiled, if their
2601 conditions are known not to vary at run time, and eliminate code which
2602 can never be executed.  If you can count on your compiler to do this,
2603 you may find that your program is more readable if you use @code{if}
2604 statements with constant conditions (perhaps determined by macros).  Of
2605 course, you can only use this to exclude code, not type definitions or
2606 other preprocessing directives, and you can only do it if the code
2607 remains syntactically valid when it is not to be used.
2609 GCC version 3 eliminates this kind of never-executed code even when
2610 not optimizing.  Older versions did it only when optimizing.
2612 @menu
2613 * Conditional Uses::
2614 * Conditional Syntax::
2615 * Deleted Code::
2616 @end menu
2618 @node Conditional Uses
2619 @section Conditional Uses
2621 There are three general reasons to use a conditional.
2623 @itemize @bullet
2624 @item
2625 A program may need to use different code depending on the machine or
2626 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
2627 operating system may be erroneous on another operating system; for
2628 example, it might refer to data types or constants that do not exist on
2629 the other system.  When this happens, it is not enough to avoid
2630 executing the invalid code.  Its mere presence will cause the compiler
2631 to reject the program.  With a preprocessing conditional, the offending
2632 code can be effectively excised from the program when it is not valid.
2634 @item
2635 You may want to be able to compile the same source file into two
2636 different programs.  One version might make frequent time-consuming
2637 consistency checks on its intermediate data, or print the values of
2638 those data for debugging, and the other not.
2640 @item
2641 A conditional whose condition is always false is one way to exclude code
2642 from the program but keep it as a sort of comment for future reference.
2643 @end itemize
2645 Simple programs that do not need system-specific logic or complex
2646 debugging hooks generally will not need to use preprocessing
2647 conditionals.
2649 @node Conditional Syntax
2650 @section Conditional Syntax
2652 @findex #if
2653 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
2654 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
2656 @menu
2657 * Ifdef::
2658 * If::
2659 * Defined::
2660 * Else::
2661 * Elif::
2662 @end menu
2664 @node Ifdef
2665 @subsection Ifdef
2666 @findex #ifdef
2667 @findex #endif
2669 The simplest sort of conditional is
2671 @example
2672 @group
2673 #ifdef @var{MACRO}
2675 @var{controlled text}
2677 #endif /* @var{MACRO} */
2678 @end group
2679 @end example
2681 @cindex conditional group
2682 This block is called a @dfn{conditional group}.  @var{controlled text}
2683 will be included in the output of the preprocessor if and only if
2684 @var{MACRO} is defined.  We say that the conditional @dfn{succeeds} if
2685 @var{MACRO} is defined, @dfn{fails} if it is not.
2687 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2688 preprocessing directives.  They are executed only if the conditional
2689 succeeds.  You can nest conditional groups inside other conditional
2690 groups, but they must be completely nested.  In other words,
2691 @samp{#endif} always matches the nearest @samp{#ifdef} (or
2692 @samp{#ifndef}, or @samp{#if}).  Also, you cannot start a conditional
2693 group in one file and end it in another.
2695 Even if a conditional fails, the @var{controlled text} inside it is
2696 still run through initial transformations and tokenization.  Therefore,
2697 it must all be lexically valid C@.  Normally the only way this matters is
2698 that all comments and string literals inside a failing conditional group
2699 must still be properly ended.
2701 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
2702 good practice if there is a lot of @var{controlled text}, because it
2703 helps people match the @samp{#endif} to the corresponding @samp{#ifdef}.
2704 Older programs sometimes put @var{MACRO} directly after the
2705 @samp{#endif} without enclosing it in a comment.  This is invalid code
2706 according to the C standard.  GNU CPP accepts it with a warning.  It
2707 never affects which @samp{#ifndef} the @samp{#endif} matches.
2709 @findex #ifndef
2710 Sometimes you wish to use some code if a macro is @emph{not} defined.
2711 You can do this by writing @samp{#ifndef} instead of @samp{#ifdef}.
2712 One common use of @samp{#ifndef} is to include code only the first
2713 time a header file is included.  @xref{Once-Only Headers}.
2715 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2716 Here are some samples.
2718 @itemize @bullet
2719 @item
2720 Some macros are predefined on each kind of machine
2721 (@pxref{System-specific Predefined Macros}).  This allows you to provide
2722 code specially tuned for a particular machine.
2724 @item
2725 System header files define more macros, associated with the features
2726 they implement.  You can test these macros with conditionals to avoid
2727 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2729 @item
2730 Macros can be defined or undefined with the @option{-D} and @option{-U}
2731 command line options when you compile the program.  You can arrange to
2732 compile the same source file into two different programs by choosing a
2733 macro name to specify which program you want, writing conditionals to
2734 test whether or how this macro is defined, and then controlling the
2735 state of the macro with command line options, perhaps set in the
2736 Makefile.  @xref{Invocation}.
2738 @item
2739 Your program might have a special header file (often called
2740 @file{config.h}) that is adjusted when the program is compiled.  It can
2741 define or not define macros depending on the features of the system and
2742 the desired capabilities of the program.  The adjustment can be
2743 automated by a tool such as @command{autoconf}, or done by hand.
2744 @end itemize
2746 @node If
2747 @subsection If
2749 The @samp{#if} directive allows you to test the value of an arithmetic
2750 expression, rather than the mere existence of one macro.  Its syntax is
2752 @example
2753 @group
2754 #if @var{expression}
2756 @var{controlled text}
2758 #endif /* @var{expression} */
2759 @end group
2760 @end example
2762 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
2763 restrictions.  It may contain
2765 @itemize @bullet
2766 @item
2767 Integer constants.
2769 @item
2770 Character constants, which are interpreted as they would be in normal
2771 code.
2773 @item
2774 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
2775 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
2776 operations (@code{&&} and @code{||}).  The latter two obey the usual
2777 short-circuiting rules of standard C@.
2779 @item
2780 Macros.  All macros in the expression are expanded before actual
2781 computation of the expression's value begins.
2783 @item
2784 Uses of the @code{defined} operator, which lets you check whether macros
2785 are defined in the middle of an @samp{#if}.
2787 @item
2788 Identifiers that are not macros, which are all considered to be the
2789 number zero.  This allows you to write @code{@w{#if MACRO}} instead of
2790 @code{@w{#ifdef MACRO}}, if you know that MACRO, when defined, will
2791 always have a nonzero value.  Function-like macros used without their
2792 function call parentheses are also treated as zero.
2794 In some contexts this shortcut is undesirable.  The @option{-Wundef}
2795 option causes GCC to warn whenever it encounters an identifier which is
2796 not a macro in an @samp{#if}.
2797 @end itemize
2799 The preprocessor does not know anything about types in the language.
2800 Therefore, @code{sizeof} operators are not recognized in @samp{#if}, and
2801 neither are @code{enum} constants.  They will be taken as identifiers
2802 which are not macros, and replaced by zero.  In the case of
2803 @code{sizeof}, this is likely to cause the expression to be invalid.
2805 The preprocessor calculates the value of @var{expression}.  It carries
2806 out all calculations in the widest integer type known to the compiler;
2807 on most machines supported by GCC this is 64 bits.  This is not the same
2808 rule as the compiler uses to calculate the value of a constant
2809 expression, and may give different results in some cases.  If the value
2810 comes out to be nonzero, the @samp{#if} succeeds and the @var{controlled
2811 text} is included; otherwise it is skipped.
2813 If @var{expression} is not correctly formed, GCC issues an error and
2814 treats the conditional as having failed.
2816 @node Defined
2817 @subsection Defined
2819 @cindex @code{defined}
2820 The special operator @code{defined} is used in @samp{#if} and
2821 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
2822 macro.  @code{defined @var{name}} and @code{defined (@var{name})} are
2823 both expressions whose value is 1 if @var{name} is defined as a macro at
2824 the current point in the program, and 0 otherwise.  Thus,  @code{@w{#if
2825 defined MACRO}} is precisely equivalent to @code{@w{#ifdef MACRO}}.
2827 @code{defined} is useful when you wish to test more than one macro for
2828 existence at once.  For example,
2830 @example
2831 #if defined (__vax__) || defined (__ns16000__)
2832 @end example
2834 @noindent
2835 would succeed if either of the names @code{__vax__} or
2836 @code{__ns16000__} is defined as a macro.
2838 Conditionals written like this:
2840 @example
2841 #if defined BUFSIZE && BUFSIZE >= 1024
2842 @end example
2844 @noindent
2845 can generally be simplified to just @code{@w{#if BUFSIZE >= 1024}},
2846 since if @code{BUFSIZE} is not defined, it will be interpreted as having
2847 the value zero.
2849 If the @code{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
2850 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
2851 genuine @code{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
2852 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
2853 @option{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
2855 @node Else
2856 @subsection Else
2858 @findex #else
2859 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2860 alternative text to be used if the condition fails.  This is what it
2861 looks like:
2863 @example
2864 @group
2865 #if @var{expression}
2866 @var{text-if-true}
2867 #else /* Not @var{expression} */
2868 @var{text-if-false}
2869 #endif /* Not @var{expression} */
2870 @end group
2871 @end example
2873 @noindent
2874 If @var{expression} is nonzero, the @var{text-if-true} is included and
2875 the @var{text-if-false} is skipped.  If @var{expression} is zero, the
2876 opposite happens.
2878 You can use @samp{#else} with @samp{#ifdef} and @samp{#ifndef}, too.
2880 @node Elif
2881 @subsection Elif
2883 @findex #elif
2884 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2885 possible alternatives.  For example, you might have
2887 @example
2888 #if X == 1
2889 @dots{}
2890 #else /* X != 1 */
2891 #if X == 2
2892 @dots{}
2893 #else /* X != 2 */
2894 @dots{}
2895 #endif /* X != 2 */
2896 #endif /* X != 1 */
2897 @end example
2899 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
2900 abbreviated as follows:
2902 @example
2903 #if X == 1
2904 @dots{}
2905 #elif X == 2
2906 @dots{}
2907 #else /* X != 2 and X != 1*/
2908 @dots{}
2909 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2910 @end example
2912 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2913 middle of a conditional group and subdivides it; it does not require a
2914 matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the @samp{#elif}
2915 directive includes an expression to be tested.  The text following the
2916 @samp{#elif} is processed only if the original @samp{#if}-condition
2917 failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2919 More than one @samp{#elif} can go in the same conditional group.  Then
2920 the text after each @samp{#elif} is processed only if the @samp{#elif}
2921 condition succeeds after the original @samp{#if} and all previous
2922 @samp{#elif} directives within it have failed.
2924 @samp{#else} is allowed after any number of @samp{#elif} directives, but
2925 @samp{#elif} may not follow @samp{#else}.
2927 @node Deleted Code
2928 @section Deleted Code
2929 @cindex commenting out code
2931 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2932 code around for future reference, you often cannot simply comment it
2933 out.  Block comments do not nest, so the first comment inside the old
2934 code will end the commenting-out.  The probable result is a flood of
2935 syntax errors.
2937 One way to avoid this problem is to use an always-false conditional
2938 instead.  For instance, put @code{#if 0} before the deleted code and
2939 @code{#endif} after it.  This works even if the code being turned
2940 off contains conditionals, but they must be entire conditionals
2941 (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2943 Some people use @code{#ifdef notdef} instead.  This is risky, because
2944 @code{notdef} might be accidentally defined as a macro, and then the
2945 conditional would succeed.  @code{#if 0} can be counted on to fail.
2947 Do not use @code{#if 0} for comments which are not C code.  Use a real
2948 comment, instead.  The interior of @code{#if 0} must consist of complete
2949 tokens; in particular, single-quote characters must balance.  Comments
2950 often contain unbalanced single-quote characters (known in English as
2951 apostrophes).  These confuse @code{#if 0}.  They don't confuse
2952 @samp{/*}.
2954 @node Diagnostics
2955 @chapter Diagnostics
2956 @cindex diagnostic
2957 @cindex reporting errors
2958 @cindex reporting warnings
2960 @findex #error
2961 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2962 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
2963 are used as the error message.
2965 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
2966 combination of parameters which you know the program does not properly
2967 support.  For example, if you know that the program will not run
2968 properly on a VAX, you might write
2970 @example
2971 @group
2972 #ifdef __vax__
2973 #error "Won't work on VAXen.  See comments at get_last_object."
2974 #endif
2975 @end group
2976 @end example
2978 If you have several configuration parameters that must be set up by
2979 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
2980 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
2982 @example
2983 #if !defined(UNALIGNED_INT_ASM_OP) && defined(DWARF2_DEBUGGING_INFO)
2984 #error "DWARF2_DEBUGGING_INFO requires UNALIGNED_INT_ASM_OP."
2985 #endif
2986 @end example
2988 @findex #warning
2989 The directive @samp{#warning} is like @samp{#error}, but causes the
2990 preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The tokens
2991 following @samp{#warning} are used as the warning message.
2993 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
2994 directing the user to the header file which should be used instead.
2996 Neither @samp{#error} nor @samp{#warning} macro-expands its argument.
2997 Internal whitespace sequences are each replaced with a single space.
2998 The line must consist of complete tokens.  It is wisest to make the
2999 argument of these directives be a single string constant; this avoids
3000 problems with apostrophes and the like.
3002 @node Line Control
3003 @chapter Line Control
3004 @cindex line control
3006 The C preprocessor informs the C compiler of the location in your source
3007 code where each token came from.  Presently, this is just the file name
3008 and line number.  All the tokens resulting from macro expansion are
3009 reported as having appeared on the line of the source file where the
3010 outermost macro was used.  We intend to be more accurate in the future.
3012 If you write a program which generates source code, such as the
3013 @command{bison} parser generator, you may want to adjust the preprocessor's
3014 notion of the current file name and line number by hand.  Parts of the
3015 output from @command{bison} are generated from scratch, other parts come
3016 from a standard parser file.  The rest are copied verbatim from
3017 @command{bison}'s input.  You would like compiler error messages and
3018 symbolic debuggers to be able to refer to @code{bison}'s input file.
3020 @findex #line
3021 @command{bison} or any such program can arrange this by writing
3022 @samp{#line} directives into the output file.  @samp{#line} is a
3023 directive that specifies the original line number and source file name
3024 for subsequent input in the current preprocessor input file.
3025 @samp{#line} has three variants:
3027 @table @code
3028 @item #line @var{linenum}
3029 @var{linenum} is a non-negative decimal integer constant.  It specifies
3030 the line number which should be reported for the following line of
3031 input.  Subsequent lines are counted from @var{linenum}.
3033 @item #line @var{linenum} @var{filename}
3034 @var{linenum} is the same as for the first form, and has the same
3035 effect.  In addition, @var{filename} is a string constant.  The
3036 following line and all subsequent lines are reported to come from the
3037 file it specifies, until something else happens to change that.
3039 @item #line @var{anything else}
3040 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
3041 The result should match one of the above two forms.
3042 @end table
3044 @samp{#line} directives alter the results of the @code{__FILE__} and
3045 @code{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
3046 Predefined Macros}.  They do not have any effect on @samp{#include}'s
3047 idea of the directory containing the current file.
3049 @node Pragmas
3050 @chapter Pragmas
3052 The @samp{#pragma} directive is the method specified by the C standard
3053 for providing additional information to the compiler, beyond what is
3054 conveyed in the language itself.  Three forms of this directive
3055 (commonly known as @dfn{pragmas}) are specified by the 1999 C standard.
3056 A C compiler is free to attach any meaning it likes to other pragmas.
3058 GCC has historically preferred to use extensions to the syntax of the
3059 language, such as @code{__attribute__}, for this purpose.  However, GCC
3060 does define a few pragmas of its own.  These mostly have effects on the
3061 entire translation unit or source file.
3063 In GCC version 3, all GNU-defined, supported pragmas have been given a
3064 @code{GCC} prefix.  This is in line with the @code{STDC} prefix on all
3065 pragmas defined by C99.  For backward compatibility, pragmas which were
3066 recognized by previous versions are still recognized without the
3067 @code{GCC} prefix, but that usage is deprecated.  Some older pragmas are
3068 deprecated in their entirety.  They are not recognized with the
3069 @code{GCC} prefix.  @xref{Obsolete Features}.
3071 @cindex @code{_Pragma}
3072 C99 introduces the @code{@w{_Pragma}} operator.  This feature addresses a
3073 major problem with @samp{#pragma}: being a directive, it cannot be
3074 produced as the result of macro expansion.  @code{@w{_Pragma}} is an
3075 operator, much like @code{sizeof} or @code{defined}, and can be embedded
3076 in a macro.
3078 Its syntax is @code{@w{_Pragma (@var{string-literal})}}, where
3079 @var{string-literal} can be either a normal or wide-character string
3080 literal.  It is destringized, by replacing all @samp{\\} with a single
3081 @samp{\} and all @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then
3082 processed as if it had appeared as the right hand side of a
3083 @samp{#pragma} directive.  For example,
3085 @example
3086 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
3087 @end example
3089 @noindent
3090 has the same effect as @code{#pragma GCC dependency "parse.y"}.  The
3091 same effect could be achieved using macros, for example
3093 @example
3094 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
3095 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
3096 @end example
3098 The standard is unclear on where a @code{_Pragma} operator can appear.
3099 The preprocessor does not accept it within a preprocessing conditional
3100 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
3101 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
3102 its own.
3104 This manual documents the pragmas which are meaningful to the
3105 preprocessor itself.  Other pragmas are meaningful to the C or C++
3106 compilers.  They are documented in the GCC manual.
3108 @ftable @code
3109 @item #pragma GCC dependency
3110 @code{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates of
3111 the current file and another file.  If the other file is more recent than
3112 the current file, a warning is issued.  This is useful if the current
3113 file is derived from the other file, and should be regenerated.  The
3114 other file is searched for using the normal include search path.
3115 Optional trailing text can be used to give more information in the
3116 warning message.
3118 @example
3119 #pragma GCC dependency "parse.y"
3120 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun fixincludes
3121 @end example
3123 @item #pragma GCC poison
3124 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
3125 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
3126 enforce this, you can @dfn{poison} the identifier with this pragma.
3127 @code{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
3128 poison.  If any of those identifiers appears anywhere in the source
3129 after the directive, it is a hard error.  For example,
3131 @example
3132 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
3133 sprintf(some_string, "hello");
3134 @end example
3136 @noindent
3137 will produce an error.
3139 If a poisoned identifier appears as part of the expansion of a macro
3140 which was defined before the identifier was poisoned, it will @emph{not}
3141 cause an error.  This lets you poison an identifier without worrying
3142 about system headers defining macros that use it.
3144 For example,
3146 @example
3147 #define strrchr rindex
3148 #pragma GCC poison rindex
3149 strrchr(some_string, 'h');
3150 @end example
3152 @noindent
3153 will not produce an error.
3155 @item #pragma GCC system_header
3156 This pragma takes no arguments.  It causes the rest of the code in the
3157 current file to be treated as if it came from a system header.
3158 @xref{System Headers}.
3160 @end ftable
3162 @node Other Directives
3163 @chapter Other Directives
3165 @findex #ident
3166 The @samp{#ident} directive takes one argument, a string constant.  On
3167 some systems, that string constant is copied into a special segment of
3168 the object file.  On other systems, the directive is ignored.
3170 This directive is not part of the C standard, but it is not an official
3171 GNU extension either.  We believe it came from System V@.
3173 @findex #sccs
3174 The @samp{#sccs} directive is recognized on some systems, because it
3175 appears in their header files.  It is a very old, obscure, extension
3176 which we did not invent, and we have been unable to find any
3177 documentation of what it should do, so GCC simply ignores it.
3179 @cindex null directive
3180 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
3181 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
3182 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
3183 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
3184 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
3185 produce no output, rather than a line of output containing just a
3186 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
3188 @node Preprocessor Output
3189 @chapter Preprocessor Output
3191 When the C preprocessor is used with the C, C++, or Objective-C
3192 compilers, it is integrated into the compiler and communicates a stream
3193 of binary tokens directly to the compiler's parser.  However, it can
3194 also be used in the more conventional standalone mode, where it produces
3195 textual output.
3196 @c FIXME: Document the library interface.
3198 @cindex output format
3199 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
3200 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
3201 lines and all comments with spaces.  Long runs of blank lines are
3202 discarded.
3204 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
3205 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
3206 e.g.@: a single space.  In GNU CPP, whitespace between tokens is collapsed
3207 to become a single space, with the exception that the first token on a
3208 non-directive line is preceded with sufficient spaces that it appears in
3209 the same column in the preprocessed output that it appeared in the
3210 original source file.  This is so the output is easy to read.
3211 @xref{Differences from previous versions}.  CPP does not insert any
3212 whitespace where there was none in the original source, except where
3213 necessary to prevent an accidental token paste.
3215 @cindex linemarkers
3216 Source file name and line number information is conveyed by lines
3217 of the form
3219 @example
3220 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
3221 @end example
3223 @noindent
3224 These are called @dfn{linemarkers}.  They are inserted as needed into
3225 the output (but never within a string or character constant).  They mean
3226 that the following line originated in file @var{filename} at line
3227 @var{linenum}.
3229 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
3230 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
3231 separate them.  Here is what the flags mean:
3233 @table @samp
3234 @item 1
3235 This indicates the start of a new file.
3236 @item 2
3237 This indicates returning to a file (after having included another file).
3238 @item 3
3239 This indicates that the following text comes from a system header file,
3240 so certain warnings should be suppressed.
3241 @item 4
3242 This indicates that the following text should be treated as being
3243 wrapped in an implicit @code{extern "C"} block.
3244 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
3245 @end table
3247 As an extension, the preprocessor accepts linemarkers in non-assembler
3248 input files.  They are treated like the corresponding @samp{#line}
3249 directive, (@pxref{Line Control}), except that trailing flags are
3250 permitted, and are interpreted with the meanings described above.  If
3251 multiple flags are given, they must be in ascending order.
3253 Some directives may be duplicated in the output of the preprocessor.
3254 These are @samp{#ident} (always), @samp{#pragma} (only if the
3255 preprocessor does not handle the pragma itself), and @samp{#define} and
3256 @samp{#undef} (with certain debugging options).  If this happens, the
3257 @samp{#} of the directive will always be in the first column, and there
3258 will be no space between the @samp{#} and the directive name.  If macro
3259 expansion happens to generate tokens which might be mistaken for a
3260 duplicated directive, a space will be inserted between the @samp{#} and
3261 the directive name.
3263 @node Traditional Mode
3264 @chapter Traditional Mode
3266 Traditional (pre-standard) C preprocessing is rather different from
3267 the preprocessing specified by the standard.  When GCC is given the
3268 @option{-traditional} option, it attempts to emulate a traditional
3269 preprocessor.  We do not guarantee that GCC's behavior under
3270 @option{-traditional} matches any pre-standard preprocessor exactly.
3272 Traditional mode exists only for backward compatibility.  We have no
3273 plans to augment it in any way nor will we change it except to fix
3274 catastrophic bugs.  You should be aware that modern C libraries often
3275 have header files which are incompatible with traditional mode.
3277 This is a list of the differences.  It may not be complete, and may not
3278 correspond exactly to the behavior of either GCC or a true traditional
3279 preprocessor.
3281 @itemize @bullet
3282 @item
3283 Traditional macro expansion pays no attention to single-quote or
3284 double-quote characters; macro argument symbols are replaced by the
3285 argument values even when they appear within apparent string or
3286 character constants.
3288 @item
3289 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
3290 middle of a string or character constant.  The constant continues into
3291 the text surrounding the macro call.
3293 @item
3294 However, the end of the line terminates a string or character constant,
3295 with no error.  (This is a kluge.  Traditional mode is commonly used to
3296 preprocess things which are not C, and have a different comment syntax.
3297 Single apostrophes often appear in comments.  This kluge prevents the
3298 traditional preprocessor from issuing errors on such comments.)
3300 @item
3301 Preprocessing directives are recognized in traditional C only when their
3302 leading @samp{#} appears in the first column.  There can be no
3303 whitespace between the beginning of the line and the @samp{#}.
3305 @item
3306 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ISO
3307 C, a comment counts as whitespace.)  It can be used sort of the same way
3308 that @samp{##} is used in ISO C, to paste macro arguments together.
3310 @item
3311 Traditional C does not have the concept of a preprocessing number.
3313 @item
3314 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C@.
3315 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
3317 @item
3318 The @samp{#} and @samp{##} operators are not available in traditional
3321 @item
3322 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
3323 together with the text after the macro call, to produce a single token.
3324 This is impossible in ISO C@.
3326 @item
3327 None of the GNU extensions to the preprocessor are available in
3328 traditional mode, with the exception of a partial implementation of
3329 assertions, and those may be removed in the future.
3331 @item
3332 A true traditional C preprocessor does not recognize @samp{#elif},
3333 @samp{#error}, or @samp{#pragma}.  GCC supports @samp{#elif} and
3334 @samp{#error} even in traditional mode, but not @samp{#pragma}.
3336 @item
3337 Traditional mode is text-based, not token-based, and comments are
3338 stripped after macro expansion.  Therefore, @samp{/**/} can be used to
3339 paste tokens together provided that there is no whitespace between it
3340 and the tokens to be pasted.
3342 @item
3343 Traditional mode preserves the amount and form of whitespace provided by
3344 the user.  Hard tabs remain hard tabs.  This can be useful, e.g.@: if you
3345 are preprocessing a Makefile (which we do not encourage).
3346 @end itemize
3348 You can request warnings about features that did not exist, or worked
3349 differently, in traditional C with the @option{-Wtraditional} option.
3350 This works only if you do @emph{not} specify @option{-traditional}.  GCC
3351 does not warn about features of ISO C which you must use when you are
3352 using a conforming compiler, such as the @samp{#} and @samp{##}
3353 operators.
3355 Presently @option{-Wtraditional} warns about:
3357 @itemize @bullet
3358 @item
3359 Macro parameters that appear within string literals in the macro body.
3360 In traditional C macro replacement takes place within string literals,
3361 but does not in ISO C@.
3363 @item
3364 In traditional C, some preprocessor directives did not exist.
3365 Traditional preprocessors would only consider a line to be a directive
3366 if the @samp{#} appeared in column 1 on the line.  Therefore
3367 @option{-Wtraditional} warns about directives that traditional C
3368 understands but would ignore because the @samp{#} does not appear as the
3369 first character on the line.  It also suggests you hide directives like
3370 @samp{#pragma} not understood by traditional C by indenting them.  Some
3371 traditional implementations would not recognize @samp{#elif}, so it
3372 suggests avoiding it altogether.
3374 @item
3375 A function-like macro that appears without an argument list.  In
3376 traditional C this was an error.  In ISO C it merely means that the
3377 macro is not expanded.
3379 @item
3380 The unary plus operator.  This did not exist in traditional C@.
3382 @item
3383 The @samp{U} and @samp{LL} integer constant suffixes, which were not
3384 available in traditional C@.  (Traditional C does support the @samp{L}
3385 suffix for simple long integer constants.)  You are not warned about
3386 uses of these suffixes in macros defined in system headers.  For
3387 instance, @code{UINT_MAX} may well be defined as @code{4294967295U}, but
3388 you will not be warned if you use @code{UINT_MAX}.
3390 You can usually avoid the warning, and the related warning about
3391 constants which are so large that they are unsigned, by writing the
3392 integer constant in question in hexadecimal, with no U suffix.  Take
3393 care, though, because this gives the wrong result in exotic cases.
3394 @end itemize
3396 @node Implementation Details
3397 @chapter Implementation Details
3399 Here we document details of how the preprocessor's implementation
3400 affects its user-visible behavior.  You should try to avoid undue
3401 reliance on behavior described here, as it is possible that it will
3402 change subtly in future implementations.
3404 Also documented here are obsolete features and changes from previous
3405 versions of GNU CPP@.
3407 @menu
3408 * Implementation-defined behavior::
3409 * Implementation limits::
3410 * Obsolete Features::
3411 * Differences from previous versions::
3412 @end menu
3414 @node Implementation-defined behavior
3415 @section Implementation-defined behavior
3416 @cindex implementation-defined behavior
3418 This is how GNU CPP behaves in all the cases which the C standard
3419 describes as @dfn{implementation-defined}.  This term means that the
3420 implementation is free to do what it likes, but must document its choice
3421 and stick to it.
3422 @c FIXME: Check the C++ standard for more implementation-defined stuff.
3424 @itemize @bullet
3425 @need 1000
3426 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
3427 execution character set.
3429 Currently, GNU cpp only supports character sets that are strict supersets
3430 of ASCII, and performs no translation of characters.
3432 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
3434 In textual output, each whitespace sequence is collapsed to a single
3435 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
3436 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
3437 same column as it did in the original source file.
3439 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
3441 The preprocessor and compiler interpret character constants in the same
3442 way; escape sequences such as @samp{\a} are given the values they would
3443 have on the target machine.
3445 Multi-character character constants are interpreted a character at a
3446 time, shifting the previous result left by the number of bits per
3447 character on the host, and adding the new character.  For example, 'ab'
3448 on an 8-bit host would be interpreted as @w{'a' * 256 + 'b'}.  If there
3449 are more characters in the constant than can fit in the widest native
3450 integer type on the host, usually a @code{long}, the excess characters
3451 are ignored and a diagnostic is given.
3453 @item Source file inclusion.
3455 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
3456 @ref{Include Operation}.
3458 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
3459 @samp{#include} directive.
3461 @xref{Computed Includes}.
3463 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
3464 results in a standard pragma.
3466 No macro expansion occurs on any @samp{#pragma} directive line, so the
3467 question does not arise.
3469 Note that GCC does not yet implement any of the standard
3470 pragmas.
3472 @end itemize
3474 @node Implementation limits
3475 @section Implementation limits
3476 @cindex implementation limits
3478 GNU CPP has a small number of internal limits.  This section lists the
3479 limits which the C standard requires to be no lower than some minimum,
3480 and all the others we are aware of.  We intend there to be as few limits
3481 as possible.  If you encounter an undocumented or inconvenient limit,
3482 please report that to us as a bug.  (See the section on reporting bugs in
3483 the GCC manual.)
3485 Where we say something is limited @dfn{only by available memory}, that
3486 means that internal data structures impose no intrinsic limit, and space
3487 is allocated with @code{malloc} or equivalent.  The actual limit will
3488 therefore depend on many things, such as the size of other things
3489 allocated by the compiler at the same time, the amount of memory
3490 consumed by other processes on the same computer, etc.
3492 @itemize @bullet
3494 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
3496 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
3497 The standard requires at least 15 levels.
3499 @item Nesting levels of conditional inclusion.
3501 The C standard mandates this be at least 63.  GNU CPP is limited only by
3502 available memory.
3504 @item Levels of parenthesised expressions within a full expression.
3506 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
3507 conditional expressions, it is limited only by available memory.
3509 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
3511 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
3512 requires only that the first 63 be significant.
3514 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
3516 The standard requires at least 4095 be possible.  GNU CPP is limited only
3517 by available memory.
3519 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
3521 We allow @code{USHRT_MAX}, which is no smaller than 65,535.  The minimum
3522 required by the standard is 127.
3524 @item Number of characters on a logical source line.
3526 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  GNU CPP places
3527 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
3528 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
3530 @item Maximum size of a source file.
3532 The standard does not specify any lower limit on the maximum size of a
3533 source file.  GNU cpp maps files into memory, so it is limited by the
3534 available address space.  This is generally at least two gigabytes.
3535 Depending on the operating system, the size of physical memory may or
3536 may not be a limitation.
3538 @end itemize
3540 @node Obsolete Features
3541 @section Obsolete Features
3543 GNU CPP has a number of features which are present mainly for
3544 compatibility with older programs.  We discourage their use in new code.
3545 In some cases, we plan to remove the feature in a future version of GCC@.
3547 @menu
3548 * Assertions::
3549 * Obsolete once-only headers::
3550 * Miscellaneous obsolete features::
3551 @end menu
3553 @node Assertions
3554 @subsection Assertions
3555 @cindex assertions
3557 @dfn{Assertions} are a deprecated alternative to macros in writing
3558 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
3559 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
3560 define them with preprocessing directives or command-line options.
3562 Assertions were intended to provide a more systematic way to describe
3563 the compiler's target system.  However, in practice they are just as
3564 unpredictable as the system-specific predefined macros.  In addition, they
3565 are not part of any standard, and only a few compilers support them.
3566 Therefore, the use of assertions is @strong{less} portable than the use
3567 of system-specific predefined macros.  We recommend you do not use them at
3568 all.
3570 @cindex predicates
3571 An assertion looks like this:
3573 @example
3574 #@var{predicate} (@var{answer})
3575 @end example
3577 @noindent
3578 @var{predicate} must be a single identifier.  @var{answer} can be any
3579 sequence of tokens; all characters are significant except for leading
3580 and trailing whitespace, and differences in internal whitespace
3581 sequences are ignored.  (This is similar to the rules governing macro
3582 redefinition.)  Thus, @code{(x + y)} is different from @code{(x+y)} but
3583 equivalent to @code{@w{( x + y )}}.  Parentheses do not nest inside an
3584 answer.
3586 @cindex testing predicates
3587 To test an assertion, you write it in an @samp{#if}.  For example, this
3588 conditional succeeds if either @code{vax} or @code{ns16000} has been
3589 asserted as an answer for @code{machine}.
3591 @example
3592 #if #machine (vax) || #machine (ns16000)
3593 @end example
3595 @noindent
3596 You can test whether @emph{any} answer is asserted for a predicate by
3597 omitting the answer in the conditional:
3599 @example
3600 #if #machine
3601 @end example
3603 @findex #assert
3604 Assertions are made with the @samp{#assert} directive.  Its sole
3605 argument is the assertion to make, without the leading @samp{#} that
3606 identifies assertions in conditionals.
3608 @example
3609 #assert @var{predicate} (@var{answer})
3610 @end example
3612 @noindent
3613 You may make several assertions with the same predicate and different
3614 answers.  Subsequent assertions do not override previous ones for the
3615 same predicate.  All the answers for any given predicate are
3616 simultaneously true.
3618 @cindex assertions, cancelling
3619 @findex #unassert
3620 Assertions can be cancelled with the @samp{#unassert} directive.  It
3621 has the same syntax as @samp{#assert}.  In that form it cancels only the
3622 answer which was specified on the @samp{#unassert} line; other answers
3623 for that predicate remain true.  You can cancel an entire predicate by
3624 leaving out the answer:
3626 @example
3627 #unassert @var{predicate}
3628 @end example
3630 @noindent
3631 In either form, if no such assertion has been made, @samp{#unassert} has
3632 no effect.
3634 You can also make or cancel assertions using command line options.
3635 @xref{Invocation}.
3637 @node Obsolete once-only headers
3638 @subsection Obsolete once-only headers
3640 GNU CPP supports two more ways of indicating that a header file should be
3641 read only once.  Neither one is as portable as a wrapper @samp{#ifndef},
3642 and we recommend you do not use them in new programs.
3644 @findex #import
3645 In the Objective-C language, there is a variant of @samp{#include}
3646 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
3647 If you use @samp{#import} instead of @samp{#include}, then you don't
3648 need the conditionals inside the header file to prevent multiple
3649 inclusion of the contents.  GCC permits the use of @samp{#import} in C
3650 and C++ as well as Objective-C@.  However, it is not in standard C or C++
3651 and should therefore not be used by portable programs.
3653 @samp{#import} is not a well designed feature.  It requires the users of
3654 a header file to know that it should only be included once.  It is much
3655 better for the header file's implementor to write the file so that users
3656 don't need to know this.  Using a wrapper @samp{#ifndef} accomplishes
3657 this goal.
3659 In the present implementation, a single use of @samp{#import} will
3660 prevent the file from ever being read again, by either @samp{#import} or
3661 @samp{#include}.  You should not rely on this; do not use both
3662 @samp{#import} and @samp{#include} to refer to the same header file.
3664 Another way to prevent a header file from being included more than once
3665 is with the @samp{#pragma once} directive.  If @samp{#pragma once} is
3666 seen when scanning a header file, that file will never be read again, no
3667 matter what.
3669 @samp{#pragma once} does not have the problems that @samp{#import} does,
3670 but it is not recognized by all preprocessors, so you cannot rely on it
3671 in a portable program.
3673 @node Miscellaneous obsolete features
3674 @subsection Miscellaneous obsolete features
3676 Here are a few more obsolete features.
3678 @itemize @bullet
3679 @cindex invalid token paste
3680 @item Attempting to paste two tokens which together do not form a valid
3681 preprocessing token.
3683 The preprocessor currently warns about this and outputs the two tokens
3684 adjacently, which is probably the behavior the programmer intends.  It
3685 may not work in future, though.
3687 Most of the time, when you get this warning, you will find that @samp{##}
3688 is being used superstitiously, to guard against whitespace appearing
3689 between two tokens.  It is almost always safe to delete the @samp{##}.
3691 @cindex pragma poison
3692 @item @code{#pragma poison}
3694 This is the same as @code{#pragma GCC poison}.  The version without the
3695 @code{GCC} prefix is deprecated.  @xref{Pragmas}.
3697 @cindex multi-line string constants
3698 @item Multi-line string constants
3700 GCC currently allows a string constant to extend across multiple logical
3701 lines of the source file.  This extension is deprecated and will be
3702 removed in a future version of GCC@.  Such string constants are already
3703 rejected in all directives apart from @samp{#define}.
3705 Instead, make use of ISO C concatenation of adjacent string literals, or
3706 use @samp{\n} followed by a backslash-newline.
3708 @end itemize
3710 @node Differences from previous versions
3711 @section Differences from previous versions
3712 @cindex differences from previous versions
3714 This section details behavior which has changed from previous versions
3715 of GNU CPP@.  We do not plan to change it again in the near future, but
3716 we do not promise not to, either.
3718 The ``previous versions'' discussed here are 2.95 and before.  The
3719 behavior of GCC 3.0 is mostly the same as the behavior of the widely
3720 used 2.96 and 2.97 development snapshots.  Where there are differences,
3721 they generally represent bugs in the snapshots.
3723 @itemize @bullet
3725 @item Order of evaluation of @samp{#} and @samp{##} operators
3727 The standard does not specify the order of evaluation of a chain of
3728 @samp{##} operators, nor whether @samp{#} is evaluated before, after, or
3729 at the same time as @samp{##}.  You should therefore not write any code
3730 which depends on any specific ordering.  It is possible to guarantee an
3731 ordering, if you need one, by suitable use of nested macros.
3733 An example of where this might matter is pasting the arguments @samp{1},
3734 @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for left-to-right pasting,
3735 but right-to-left pasting would produce an invalid token @samp{e-2}.
3737 GCC 3.0 evaluates @samp{#} and @samp{##} at the same time and strictly
3738 left to right.  Older versions evaluated all @samp{#} operators first,
3739 then all @samp{##} operators, in an unreliable order.
3741 @item The form of whitespace betwen tokens in preprocessor output
3743 @xref{Preprocessor Output}, for the current textual format.  This is
3744 also the format used by stringification.  Normally, the preprocessor
3745 communicates tokens directly to the compiler's parser, and whitespace
3746 does not come up at all.
3748 Older versions of GCC preserved all whitespace provided by the user and
3749 inserted lots more whitespace of their own, because they could not
3750 accurately predict when extra spaces were needed to prevent accidental
3751 token pasting.
3753 @item Optional argument when invoking rest argument macros
3755 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
3756 when you use a variable argument macro.  This is forbidden by the 1999 C
3757 standard, and will provoke a pedantic warning with GCC 3.0.  Previous
3758 versions accepted it silently.
3760 @item @samp{##} swallowing preceding text in rest argument macros
3762 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
3763 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument
3764 in the macro invocation was empty, previous versions of GNU CPP would
3765 back up and remove the preceding sequence of non-whitespace characters
3766 (@strong{not} the preceding token).  This extension is in direct
3767 conflict with the 1999 C standard and has been drastically pared back.
3769 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
3770 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
3771 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
3772 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
3773 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.
3775 @item Traditional mode and GNU extensions
3777 Traditional mode used to be implemented in the same program as normal
3778 preprocessing.  Therefore, all the GNU extensions to the preprocessor
3779 were still available in traditional mode.  It is now a separate program
3780 and does not implement any of the GNU extensions, except for a partial
3781 implementation of assertions.  Even those may be removed in a future
3782 release.
3783 @end itemize
3785 @node Invocation
3786 @chapter Invocation
3787 @cindex invocation
3788 @cindex command line
3790 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
3791 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
3792 preprocessor is sometimes useful on its own.  All the options listed
3793 here are also acceptable to the C compiler and have the same meaning,
3794 except that the C compiler has different rules for specifying the output
3795 file.
3797 @strong{Note:} Whether you use the preprocessor by way of @command{gcc}
3798 or @command{cpp}, the @dfn{compiler driver} is run first.  This
3799 program's purpose is to translate your command into invocations of the
3800 programs that do the actual work.  Their command line interfaces are
3801 similar but not identical to the documented interface, and may change
3802 without notice.
3804 @ignore
3805 @c man begin SYNOPSIS
3806 cpp [@option{-D}@var{macro}[=@var{defn}]@dots{}] [@option{-U}@var{macro}]
3807     [@option{-I}@var{dir}@dots{}] [@option{-W}@var{warn}@dots{}]
3808     [@option{-M}|@option{-MM}] [@option{-MG}] [@option{-MF} @var{filename}]
3809     [@option{-MP}] [@option{-MQ} @var{target}@dots{}] [@option{-MT} @var{target}@dots{}]
3810     [@option{-x} @var{language}] [@option{-std=}@var{standard}]
3811     @var{infile} @var{outfile}
3813 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
3814 @c man end
3815 @c man begin SEEALSO
3816 gpl(7), gfdl(7), fsf-funding(7),
3817 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
3818 @file{binutils}.
3819 @c man end
3820 @end ignore
3822 @c man begin OPTIONS
3823 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
3824 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
3825 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
3826 by the combined input files is written in @var{outfile}.
3828 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @option{-}, which as
3829 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
3830 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
3831 means the same as if @option{-} had been specified for that file.
3833 Unless otherwise noted, or the option ends in @samp{=}, all options
3834 which take an argument may have that argument appear either immediately
3835 after the option, or with a space between option and argument:
3836 @option{-Ifoo} and @option{-I foo} have the same effect.
3838 @cindex grouping options
3839 @cindex options, grouping
3840 Many options have multi-letter names; therefore multiple single-letter
3841 options may @emph{not} be grouped: @option{-dM} is very different from
3842 @w{@samp{-d -M}}.
3844 @cindex options
3845 @table @gcctabopt
3846 @item -D @var{name}
3847 Predefine @var{name} as a macro, with definition @code{1}.
3849 @item -D @var{name}=@var{definition}
3850 Predefine @var{name} as a macro, with definition @var{definition}.
3851 There are no restrictions on the contents of @var{definition}, but if
3852 you are invoking the preprocessor from a shell or shell-like program you
3853 may need to use the shell's quoting syntax to protect characters such as
3854 spaces that have a meaning in the shell syntax.  If you use more than
3855 one @option{-D} for the same @var{name}, the rightmost definition takes
3856 effect.
3858 If you wish to define a function-like macro on the command line, write
3859 its argument list with surrounding parentheses before the equals sign
3860 (if any).  Parentheses are meaningful to most shells, so you will need
3861 to quote the option.  With @command{sh} and @command{csh},
3862 @option{-D'@var{name}(@var{args@dots{}})=@var{definition}'} works.
3864 @item -U @var{name}
3865 Cancel any previous definition of @var{name}, either built in or
3866 provided with a @option{-D} option.
3868 All @option{-imacros @var{file}} and @option{-include @var{file}} options
3869 are processed after all @option{-D} and @option{-U} options.
3871 @item -undef
3872 Do not predefine any system-specific macros.  The common predefined
3873 macros remain defined.
3875 @item -I @var{dir}
3876 Add the directory @var{dir} to the list of directories to be searched
3877 for header files.  @xref{Search Path}.  Directories named by @option{-I}
3878 are searched before the standard system include directories.
3880 It is dangerous to specify a standard system include directory in an
3881 @option{-I} option.  This defeats the special treatment of system
3882 headers (@pxref{System Headers}).  It can also defeat the repairs to
3883 buggy system headers which GCC makes when it is installed.
3885 @item -o @var{file}
3886 Write output to @var{file}.  This is the same as specifying @var{file}
3887 as the second non-option argument to @command{cpp}.  @command{gcc} has a
3888 different interpretation of a second non-option argument, so you must
3889 use @option{-o} to specify the output file.
3891 @item -Wall
3892 Turns on all optional warnings which are desirable for normal code.  At
3893 present this is @option{-Wcomment} and @option{-Wtrigraphs}.  Note that
3894 many of the preprocessor's warnings are on by default and have no
3895 options to control them.
3897 @item -Wcomment
3898 @itemx -Wcomments
3899 Warn whenever a comment-start sequence @samp{/*} appears in a @samp{/*}
3900 comment, or whenever a backslash-newline appears in a @samp{//} comment.
3901 (Both forms have the same effect.)
3903 @item -Wtrigraphs
3904 Warn if any trigraphs are encountered.  This option used to take effect
3905 only if @option{-trigraphs} was also specified, but now works
3906 independently.  Warnings are not given for trigraphs within comments, as
3907 they do not affect the meaning of the program.
3909 @item -Wtraditional
3910 Warn about certain constructs that behave differently in traditional and
3911 ISO C@.  Also warn about ISO C constructs that have no traditional C
3912 equivalent, and problematic constructs which should be avoided.
3913 @xref{Traditional Mode}.
3915 @item -Wimport
3916 Warn the first time @samp{#import} is used.
3918 @item -Wundef
3919 Warn whenever an identifier which is not a macro is encountered in an
3920 @samp{#if} directive, outside of @samp{defined}.  Such identifiers are
3921 replaced with zero.
3923 @item -Werror
3924 Make all warnings into hard errors.  Source code which triggers warnings
3925 will be rejected.
3927 @item -Wsystem-headers
3928 Issue warnings for code in system headers.  These are normally unhelpful
3929 in finding bugs in your own code, therefore suppressed.  If you are
3930 responsible for the system library, you may want to see them.
3932 @item -w
3933 Suppress all warnings, including those which GNU CPP issues by default.
3935 @item -pedantic
3936 Issue all the mandatory diagnostics listed in the C standard.  Some of
3937 them are left out by default, since they trigger frequently on harmless
3938 code.
3940 @item -pedantic-errors
3941 Issue all the mandatory diagnostics, and make all mandatory diagnostics
3942 into errors.  This includes mandatory diagnostics that GCC issues
3943 without @samp{-pedantic} but treats as warnings.
3945 @item -M
3946 Instead of outputting the result of preprocessing, output a rule
3947 suitable for @command{make} describing the dependencies of the main
3948 source file.  The preprocessor outputs one @command{make} rule containing
3949 the object file name for that source file, a colon, and the names of all
3950 the included files, including those coming from @option{-include} or
3951 @option{-imacros} command line options.
3953 Unless specified explicitly (with @option{-MT} or @option{-MQ}), the
3954 object file name consists of the basename of the source file with any
3955 suffix replaced with object file suffix.  If there are many included
3956 files then the rule is split into several lines using @samp{\}-newline.
3957 The rule has no commands.
3959 @item -MM
3960 Like @option{-M}, but mention only the files included with @code{@w{#include
3961 "@var{file}"}} or with @option{-include} or @option{-imacros} command line
3962 options.  System header files included with @code{@w{#include <@var{file}>}}
3963 are omitted.
3965 @item -MF @var{file}
3966 When used with @option{-M} or @option{-MM}, specifies a file to write the
3967 dependencies to.  This allows the preprocessor to write the preprocessed
3968 file to stdout normally.  If no @option{-MF} switch is given, CPP sends
3969 the rules to stdout and suppresses normal preprocessed output.
3971 @item -MG
3972 When used with @option{-M} or @option{-MM}, @option{-MG} says to treat missing
3973 header files as generated files and assume they live in the same
3974 directory as the source file.  It suppresses preprocessed output, as a
3975 missing header file is ordinarily an error.
3977 This feature is used in automatic updating of makefiles.
3979 @item -MP
3980 This option instructs CPP to add a phony target for each dependency
3981 other than the main file, causing each to depend on nothing.  These
3982 dummy rules work around errors @command{make} gives if you remove header
3983 files without updating the @file{Makefile} to match.
3985 This is typical output:
3987 @example
3988 test.o: test.c test.h
3990 test.h:
3991 @end example
3993 @item -MT @var{target}
3995 Change the target of the rule emitted by dependency generation.  By
3996 default CPP takes the name of the main input file, including any path,
3997 deletes any file suffix such as @samp{.c}, and appends the platform's
3998 usual object suffix.  The result is the target.
4000 An @option{-MT} option will set the target to be exactly the string you
4001 specify.  If you want multiple targets, you can specify them as a single
4002 argument to @option{-MT}, or use multiple @option{-MT} options.
4004 For example, @option{@w{-MT '$(objpfx)foo.o'}} might give
4006 @example
4007 $(objpfx)foo.o: foo.c
4008 @end example
4010 @item -MQ @var{target}
4012 Same as @option{-MT}, but it quotes any characters which are special to
4013 Make.  @option{@w{-MQ '$(objpfx)foo.o'}} gives
4015 @example
4016 $$(objpfx)foo.o: foo.c
4017 @end example
4019 The default target is automatically quoted, as if it were given with
4020 @option{-MQ}.
4022 @item -MD @var{file}
4023 @itemx -MMD @var{file}
4024 @option{-MD @var{file}} is equivalent to @option{-M -MF @var{file}}, and
4025 @option{-MMD @var{file}} is equivalent to @option{-MM -MF @var{file}}.
4027 Due to limitations in the compiler driver, you must use these switches
4028 when you want to generate a dependency file as a side-effect of normal
4029 compilation.
4031 @item -x c
4032 @itemx -x c++
4033 @itemx -x objective-c
4034 @itemx -x assembler-with-cpp
4035 Specify the source language: C, C++, Objective-C, or assembly.  This has
4036 nothing to do with standards conformance or extensions; it merely
4037 selects which base syntax to expect.  If you give none of these options,
4038 cpp will deduce the language from the extension of the source file:
4039 @samp{.c}, @samp{.cc}, @samp{.m}, or @samp{.S}.  Some other common
4040 extensions for C++ and assembly are also recognized.  If cpp does not
4041 recognize the extension, it will treat the file as C; this is the most
4042 generic mode.
4044 @strong{Note:} Previous versions of cpp accepted a @option{-lang} option
4045 which selected both the language and the standards conformance level.
4046 This option has been removed, because it conflicts with the @option{-l}
4047 option.
4049 @item -std=@var{standard}
4050 @itemx -ansi
4051 Specify the standard to which the code should conform.  Currently cpp
4052 only knows about the standards for C; other language standards will be
4053 added in the future.
4055 @var{standard}
4056 may be one of:
4057 @table @code
4058 @item iso9899:1990
4059 @itemx c89
4060 The ISO C standard from 1990.  @samp{c89} is the customary shorthand for
4061 this version of the standard.
4063 The @option{-ansi} option is equivalent to @option{-std=c89}.
4065 @item iso9899:199409
4066 The 1990 C standard, as amended in 1994.
4068 @item iso9899:1999
4069 @itemx c99
4070 @itemx iso9899:199x
4071 @itemx c9x
4072 The revised ISO C standard, published in December 1999.  Before
4073 publication, this was known as C9X@.
4075 @item gnu89
4076 The 1990 C standard plus GNU extensions.  This is the default.
4078 @item gnu99
4079 @itemx gnu9x
4080 The 1999 C standard plus GNU extensions.
4081 @end table
4083 @item -I-
4084 Split the include path.  Any directories specified with @option{-I}
4085 options before @option{-I-} are searched only for headers requested with
4086 @code{@w{#include "@var{file}"}}; they are not searched for
4087 @code{@w{#include <@var{file}>}}.  If additional directories are
4088 specified with @option{-I} options after the @option{-I-}, those
4089 directories are searched for all @samp{#include} directives.
4091 In addition, @option{-I-} inhibits the use of the directory of the current
4092 file directory as the first search directory for @code{@w{#include
4093 "@var{file}"}}.  @xref{Search Path}.
4095 @item -nostdinc
4096 Do not search the standard system directories for header files.
4097 Only the directories you have specified with @option{-I} options
4098 (and the directory of the current file, if appropriate) are searched.
4100 @item -nostdinc++
4101 Do not search for header files in the C++-specific standard directories,
4102 but do still search the other standard directories.  (This option is
4103 used when building the C++ library.)
4105 @item -include @var{file}
4107 Process @var{file} as if @code{#include "file"} appeared as the first
4108 line of the primary source file.  However, the first directory searched
4109 for @var{file} is the preprocessor's working directory @emph{instead of}
4110 the directory containing the main source file.  If not found there, it
4111 is searched for in the remainder of the @code{#include "@dots{}"} search
4112 chain as normal.
4114 If multiple @option{-include} options are given, the files are included
4115 in the order they appear on the command line.
4117 @item -imacros @var{file}
4119 Exactly like @option{-include}, except that any output produced by
4120 scanning @var{file} is thrown away.  Macros it defines remain defined.
4121 This allows you to acquire all the macros from a header without also
4122 processing its declarations.
4124 All files specified by @option{-imacros} are processed before all files
4125 specified by @option{-include}.
4127 @item -idirafter @var{dir}
4128 Search @var{dir} for header files, but do it @emph{after} all
4129 directories specified with @option{-I} and the standard system directories
4130 have been exhausted.  @var{dir} is treated as a system include directory.
4132 @item -iprefix @var{prefix}
4133 Specify @var{prefix} as the prefix for subsequent @option{-iwithprefix}
4134 options.  If the prefix represents a directory, you should include the
4135 final @samp{/}.
4137 @item -iwithprefix @var{dir}
4138 @itemx -iwithprefixbefore @var{dir}
4140 Append @var{dir} to the prefix specified previously with
4141 @option{-iprefix}, and add the resulting directory to the include search
4142 path.  @option{-iwithprefixbefore} puts it in the same place @option{-I}
4143 would; @option{-iwithprefix} puts it where @option{-idirafter} would.
4145 Use of these options is discouraged.
4147 @item -isystem @var{dir}
4148 Search @var{dir} for header files, after all directories specified by
4149 @option{-I} but before the standard system directories.  Mark it
4150 as a system directory, so that it gets the same special treatment as
4151 is applied to the standard system directories.  @xref{System Headers}.
4153 @item -fpreprocessed
4154 Indicate to the preprocessor that the input file has already been
4155 preprocessed.  This suppresses things like macro expansion, trigraph
4156 conversion, escaped newline splicing, and processing of most directives.
4157 The preprocessor still recognizes and removes comments, so that you can
4158 pass a file preprocessed with @option{-C} to the compiler without
4159 problems.  In this mode the integrated preprocessor is little more than
4160 a tokenizer for the front ends.
4162 @option{-fpreprocessed} is implicit if the input file has one of the
4163 extensions @samp{.i}, @samp{.ii} or @samp{.mi}.  These are the
4164 extensions that GCC uses for preprocessed files created by
4165 @option{-save-temps}.
4167 @item -ftabstop=@var{width}
4168 Set the distance between tab stops.  This helps the preprocessor report
4169 correct column numbers in warnings or errors, even if tabs appear on the
4170 line.  If the value is less than 1 or greater than 100, the option is
4171 ignored.  The default is 8.
4173 @item -fno-show-column
4174 Do not print column numbers in diagnostics.  This may be necessary if
4175 diagnostics are being scanned by a program that does not understand the
4176 column numbers, such as @command{dejagnu}.
4178 @item -A @var{predicate}=@var{answer}
4179 Make an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
4180 @var{answer}.  This form is preferred to the older form @option{-A
4181 @var{predicate}(@var{answer})}, which is still supported, because
4182 it does not use shell special characters.  @xref{Assertions}.
4184 @item -A -@var{predicate}=@var{answer}
4185 Cancel an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
4186 @var{answer}.
4188 @item -A-
4189 Cancel all predefined assertions and all assertions preceding it on
4190 the command line.  Also, undefine all predefined macros and all
4191 macros preceding it on the command line.  (This is a historical wart and
4192 may change in the future.)
4194 @item -dCHARS
4195 @var{CHARS} is a sequence of one or more of the following characters,
4196 and must not be preceded by a space.  Other characters are interpreted
4197 by the compiler proper, or reserved for future versions of GCC, and so
4198 are silently ignored.  If you specify characters whose behavior
4199 conflicts, the result is undefined.
4201 @table @samp
4202 @item M
4203 Instead of the normal output, generate a list of @samp{#define}
4204 directives for all the macros defined during the execution of the
4205 preprocessor, including predefined macros.  This gives you a way of
4206 finding out what is predefined in your version of the preprocessor.
4207 Assuming you have no file @file{foo.h}, the command
4209 @example
4210 touch foo.h; cpp -dM foo.h
4211 @end example
4213 @noindent
4214 will show all the predefined macros.
4216 @item D
4217 Like @samp{M} except in two respects: it does @emph{not} include the
4218 predefined macros, and it outputs @emph{both} the @samp{#define}
4219 directives and the result of preprocessing.  Both kinds of output go to
4220 the standard output file.
4222 @item N
4223 Like @samp{D}, but emit only the macro names, not their expansions.
4225 @item I
4226 Output @samp{#include} directives in addition to the result of
4227 preprocessing.
4228 @end table
4230 @item -P
4231 Inhibit generation of linemarkers in the output from the preprocessor.
4232 This might be useful when running the preprocessor on something that is
4233 not C code, and will be sent to a program which might be confused by the
4234 linemarkers.  @xref{Preprocessor Output}.
4236 @item -C
4237 Do not discard comments.  All comments are passed through to the output
4238 file, except for comments in processed directives, which are deleted
4239 along with the directive.
4241 You should be prepared for side effects when using @option{-C}; it
4242 causes the preprocessor to treat comments as tokens in their own right.
4243 For example, comments appearing at the start of what would be a
4244 directive line have the effect of turning that line into an ordinary
4245 source line, since the first token on the line is no longer a @samp{#}.
4247 @item -gcc
4248 Define the macros @sc{__gnuc__}, @sc{__gnuc_minor__} and
4249 @sc{__gnuc_patchlevel__}.  These are defined automatically when you use
4250 @command{gcc -E}; you can turn them off in that case with
4251 @option{-no-gcc}.
4253 @item -traditional
4254 Try to imitate the behavior of old-fashioned C, as opposed to ISO
4255 C@.  @xref{Traditional Mode}.
4257 @item -trigraphs
4258 Process trigraph sequences.  @xref{Initial processing}.
4260 @item -remap
4261 Enable special code to work around file systems which only permit very
4262 short file names, such as MS-DOS@.
4264 @item -$
4265 Forbid the use of @samp{$} in identifiers.  The C standard allows
4266 implementations to define extra characters that can appear in
4267 identifiers.  By default GNU CPP permits @samp{$}, a common extension.
4269 @item -h
4270 @itemx --help
4271 @itemx --target-help
4272 Print text describing all the command line options instead of
4273 preprocessing anything.
4275 @item -v
4276 Verbose mode.  Print out GNU CPP's version number at the beginning of
4277 execution, and report the final form of the include path.
4279 @item -H
4280 Print the name of each header file used, in addition to other normal
4281 activities.  Each name is indented to show how deep in the
4282 @samp{#include} stack it is.
4284 @item -version
4285 @itemx --version
4286 Print out GNU CPP's version number.  With one dash, proceed to
4287 preprocess as normal.  With two dashes, exit immediately.
4288 @end table
4289 @c man end
4291 @include fdl.texi
4293 @page
4294 @node Index of Directives
4295 @unnumbered Index of Directives
4296 @printindex fn
4298 @node Concept Index
4299 @unnumbered Concept Index
4300 @printindex cp
4302 @bye