Renamer improvements.
[official-gcc.git] / gcc / cpp.texi
blob26a625f250bb751a4cab2388c9243afefc9eabb9
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
5 @ifinfo
6 @dircategory Programming
7 @direntry
8 * Cpp: (cpp).                  The GNU C preprocessor.
9 @end direntry
10 @end ifinfo
12 @c @smallbook
13 @c @cropmarks
14 @c @finalout
15 @setchapternewpage odd
16 @ifinfo
17 This file documents the GNU C Preprocessor.
19 Copyright 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998,
20 1999, 2000 Free Software Foundation, Inc.
22 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
23 this manual provided the copyright notice and this permission notice
24 are preserved on all copies.
26 @ignore
27 Permission is granted to process this file through Tex and print the
28 results, provided the printed document carries copying permission
29 notice identical to this one except for the removal of this paragraph
30 (this paragraph not being relevant to the printed manual).
32 @end ignore
33 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
34 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that
35 the entire resulting derived work is distributed under the terms of a
36 permission notice identical to this one.
38 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
39 into another language, under the above conditions for modified versions.
40 @end ifinfo
42 @titlepage
43 @c @finalout
44 @title The C Preprocessor
45 @subtitle Last revised November 2000
46 @subtitle for GCC version 2
47 @author Richard M. Stallman
48 @page
49 @vskip 2pc
50 This booklet is eventually intended to form the first chapter of a GNU 
51 C Language manual.
53 @vskip 0pt plus 1filll
54 @c man begin COPYRIGHT
55 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996,
56 1997, 1998, 1999, 2000
57 Free Software Foundation, Inc.
59 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
60 this manual provided the copyright notice and this permission notice
61 are preserved on all copies.
63 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
64 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that
65 the entire resulting derived work is distributed under the terms of a
66 permission notice identical to this one.
68 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
69 into another language, under the above conditions for modified versions.
70 @c man end
71 @end titlepage
72 @page
74 @node Top, Global Actions,, (DIR)
75 @chapter The C Preprocessor
76 @c man begin DESCRIPTION
78 The C preprocessor is a @dfn{macro processor} that is used automatically
79 by the C compiler to transform your program before actual compilation.
80 It is called a macro processor because it allows you to define
81 @dfn{macros}, which are brief abbreviations for longer constructs.
83 The C preprocessor is intended only for macro processing of C, C++ and
84 Objective C source files.  For macro processing of other files, you are
85 strongly encouraged to use alternatives like M4, which will likely give
86 you better results and avoid many problems.  For example, normally the C
87 preprocessor does not preserve arbitrary whitespace verbatim, but
88 instead replaces each sequence with a single space.
90 For use on C-like source files, the C preprocessor provides four
91 separate facilities that you can use as you see fit:
93 @itemize @bullet
94 @item
95 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
96 substituted into your program.
98 @item
99 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
100 for arbitrary fragments of C code, and then the C preprocessor will
101 replace the macros with their definitions throughout the program.
103 @item
104 Conditional compilation.  Using special preprocessing directives, you
105 can include or exclude parts of the program according to various
106 conditions.
108 @item
109 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files
110 into an intermediate file which is then compiled, you can use line
111 control to inform the compiler of where each source line originally came
112 from.
113 @end itemize
115 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
116 preprocessor, which provides a small superset of the features of ISO
117 Standard C@.
119 In its default mode, the GNU C preprocessor does not do a few things
120 required by the standard.  These are features which are rarely, if ever,
121 used, and may cause surprising changes to the meaning of a program which
122 does not expect them.  To get strict ISO Standard C, you should use the
123 @samp{-std=c89} or @samp{-std=c99} options, depending on which version
124 of the standard you want.  To get all the mandatory diagnostics, you
125 must also use @samp{-pedantic}.  @xref{Invocation}.
127 @c man end
129 @menu
130 * Global Actions::       Actions made uniformly on all input files.
131 * Directives::           General syntax of preprocessing directives.
132 * Header Files::         How and why to use header files.
133 * Macros::               How and why to use macros.
134 * Conditionals::         How and why to use conditionals.
135 * Assertions::           How and why to use assertions.
136 * Line Control::         Use of line control when you combine source files.
137 * Other Directives::     Miscellaneous preprocessing directives.
138 * Output::               Format of output from the C preprocessor.
139 * Implementation::       Implementation limits and behavior.
140 * Unreliable Features::  Undefined behavior and deprecated features.
141 * Invocation::           How to invoke the preprocessor; command options.
142 * Concept Index::        Index of concepts and terms.
143 * Index::                Index of directives, predefined macros and options.
144 @end menu
146 @node Global Actions, Directives, Top, Top
147 @section Transformations Made Globally
148 @cindex ASCII NUL handling
150 Most C preprocessor features are inactive unless you give specific
151 directives to request their use.  (Preprocessing directives are lines
152 starting with a @samp{#} token, possibly preceded by whitespace;
153 @pxref{Directives}).  However, there are four transformations that the
154 preprocessor always makes on all the input it receives, even in the
155 absence of directives.  These are, in order:
157 @enumerate
158 @item
159 Trigraphs, if enabled, are replaced with the character they represent.
161 @item
162 Backslash-newline sequences are deleted, no matter where.  This
163 feature allows you to break long lines for cosmetic purposes without
164 changing their meaning.
166 Recently, the non-traditional preprocessor has relaxed its treatment of
167 escaped newlines.  Previously, the newline had to immediately follow a
168 backslash.  The current implementation allows whitespace in the form of
169 spaces, horizontal and vertical tabs, and form feeds between the
170 backslash and the subsequent newline.  The preprocessor issues a
171 warning, but treats it as a valid escaped newline and combines the two
172 lines to form a single logical line.  This works within comments and
173 tokens, including multi-line strings, as well as between tokens.
174 Comments are @emph{not} treated as whitespace for the purposes of this
175 relaxation, since they have not yet been replaced with spaces.
177 @item
178 All comments are replaced with single spaces.
180 @item
181 Predefined macro names are replaced with their expansions
182 (@pxref{Predefined}).
183 @end enumerate
185 For end-of-line indicators, any of \n, \r\n, \n\r and \r are recognised,
186 and treated as ending a single line.  As a result, if you mix these in a
187 single file you might get incorrect line numbering, because the
188 preprocessor would interpret the two-character versions as ending just
189 one line.  Previous implementations would only handle UNIX-style \n
190 correctly, so DOS-style \r\n would need to be passed through a filter
191 first.
193 The first three transformations are done @emph{before} all other parsing
194 and before preprocessing directives are recognized.  Thus, for example,
195 you can split a line mechanically with backslash-newline anywhere
196 (except within trigraphs since they are replaced first; see below).
198 @example
200 */ # /*
201 */ defi\
202 ne FO\
203 O 10\
205 @end example
207 @noindent
208 is equivalent into @samp{#define FOO 1020}.
210 There is no way to prevent a backslash at the end of a line from being
211 interpreted as a backslash-newline.  For example,
213 @example
214 "foo\\
215 bar"
216 @end example
218 is equivalent to @code{"foo\bar"}, not to @code{"foo\\bar"}.  To avoid
219 having to worry about this, do not use the GNU extension which permits
220 multi-line strings.  Instead, use string constant concatenation:
222 @example
223    "foo\\"
224    "bar"
225 @end example
227 Your program will be more portable this way, too.
229 There are a few things to note about the above four transformations.
231 @itemize @bullet
232 @item
233 Comments and predefined macro names (or any macro names, for that
234 matter) are not recognized inside the argument of an @samp{#include}
235 directive, when it is delimited with quotes or with @samp{<} and
236 @samp{>}.
238 @item
239 Comments and predefined macro names are never recognized within a
240 character or string constant.
242 @item
243 ISO ``trigraphs'' are converted before backslash-newlines are deleted.
244 If you write what looks like a trigraph with a backslash-newline inside,
245 the backslash-newline is deleted as usual, but it is too late to
246 recognize the trigraph.
248 This is relevant only if you use the @samp{-trigraphs} option to enable
249 trigraph processing.  @xref{Invocation}.
250 @end itemize
252 The preprocessor handles null characters embedded in the input file
253 depending upon the context in which the null appears.  Note that here we
254 are referring not to the two-character escape sequence "\0", but to the
255 single character ASCII NUL.
257 There are three different contexts in which a null character may
258 appear:
260 @itemize @bullet
261 @item
262 Within comments.  Here, null characters are silently ignored.
264 @item
265 Within a string or character constant.  Here the preprocessor emits a
266 warning, but preserves the null character and passes it through to the
267 output file or compiler front-end.
269 @item
270 In any other context, the preprocessor issues a warning, and discards
271 the null character.  The preprocessor treats it like whitespace,
272 combining it with any surrounding whitespace to become a single
273 whitespace block.  Representing the null character by "^@@", this means
274 that code like
276 @example
277 #define X^@@1
278 @end example
280 is equivalent to
282 @example
283 #define X 1
284 @end example
286 and X is defined with replacement text "1".
287 @end itemize
289 @node Directives, Header Files, Global Actions, Top
290 @section Preprocessing Directives
292 @cindex preprocessing directives
293 @cindex directives
294 Most preprocessor features are active only if you use preprocessing
295 directives to request their use.
297 Preprocessing directives are lines in your program that start with
298 @samp{#}.  Whitespace is allowed before and after the @samp{#}.  The
299 @samp{#} is followed by an identifier that is the @dfn{directive name}.
300 For example, @samp{#define} is the directive that defines a macro.
302 Since the @samp{#} must be the first token on the line, it cannot come
303 from a macro expansion if you wish it to begin a directive.  Also, the
304 directive name is not macro expanded.  Thus, if @samp{foo} is defined as
305 a macro expanding to @samp{define}, that does not make @samp{#foo} a
306 valid preprocessing directive.
308 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
309 preprocessing directives.
311 Some directive names require arguments; these make up the rest of the
312 directive line and must be separated from the directive name by
313 whitespace.  For example, @samp{#define} must be followed by a macro
314 name and the intended expansion of the macro.  @xref{Object-like
315 Macros}.
317 A preprocessing directive cannot cover more than one line.  It may be
318 logically extended with backslash-newline, but that has no effect on its
319 meaning.  Comments containing newlines can also divide the directive
320 into multiple lines, but a comment is replaced by a single space before
321 the directive is interpreted.
323 @node Header Files, Macros, Directives, Top
324 @section Header Files
326 @cindex header file
327 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
328 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
329 the use of a header file in your program with the C preprocessing
330 directive @samp{#include}.
332 @menu
333 * Header Uses::         What header files are used for.
334 * Include Syntax::      How to write @samp{#include} directives.
335 * Include Operation::   What @samp{#include} does.
336 * Once-Only::           Preventing multiple inclusion of one header file.
337 * Inheritance::         Including one header file in another header file.
338 * System Headers::      Special treatment for some header files.
339 @end menu
341 @node Header Uses, Include Syntax, Header Files, Header Files
342 @subsection Uses of Header Files
344 Header files serve two kinds of purposes.
346 @itemize @bullet
347 @item
348 @cindex system header files
349 System header files declare the interfaces to parts of the operating
350 system.  You include them in your program to supply the definitions and
351 declarations you need to invoke system calls and libraries.
353 @item
354 Your own header files contain declarations for interfaces between the
355 source files of your program.  Each time you have a group of related
356 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
357 several different source files, it is a good idea to create a header
358 file for them.
359 @end itemize
361 Including a header file produces the same results in C compilation as
362 copying the header file into each source file that needs it.  Such
363 copying would be time-consuming and error-prone.  With a header file,
364 the related declarations appear in only one place.  If they need to be
365 changed, they can be changed in one place, and programs that include the
366 header file will automatically use the new version when next recompiled.
367 The header file eliminates the labor of finding and changing all the
368 copies as well as the risk that a failure to find one copy will result
369 in inconsistencies within a program.
371 The usual convention is to give header files names that end with
372 @file{.h}.  Avoid unusual characters in header file names, as they
373 reduce portability.
375 @node Include Syntax, Include Operation, Header Uses, Header Files
376 @subsection The @samp{#include} Directive
378 @findex #include
379 Both user and system header files are included using the preprocessing
380 directive @samp{#include}.  It has three variants:
382 @table @code
383 @item #include <@var{file}>
384 This variant is used for system header files.  It searches for a file
385 named @var{file} in a list of directories specified by you, then in a
386 standard list of system directories.  You specify directories to search
387 for header files with the command option @samp{-I} (@pxref{Invocation}).
388 The option @samp{-nostdinc} inhibits searching the standard system
389 directories; in this case only the directories you specify are searched.
391 The first @samp{>} character terminates the file name.  The file name
392 may contain a @samp{<} character.
394 @item #include "@var{file}"
395 This variant is used for header files of your own program.  It searches
396 for a file named @var{file} first in the current directory, then in the
397 same directories used for system header files.  The current directory is
398 the directory of the current input file.  It is tried first because it
399 is presumed to be the location of the files that the current input file
400 refers to.  (If the @samp{-I-} option is used, the special treatment of
401 the current directory is inhibited. @xref{Invocation}.)
403 The first @samp{"} character terminates the file name.
405 In both these variants, the argument behaves like a string constant in
406 that comments are not recognized, and macro names are not expanded.
407 Thus, in @samp{#include <x/*y>} the @samp{/*} does not start a comment
408 and the directive specifies inclusion of a system header file named
409 @file{x/*y}.
411 However, in either variant, if backslashes occur within @var{file}, they
412 are considered ordinary text characters, not escape characters.  None of
413 the character escape sequences appropriate to string constants in C are
414 processed.  Thus, @samp{#include "x\n\\y"} specifies a filename
415 containing three backslashes.
417 @item #include @var{anything else}
418 @cindex computed @samp{#include}
419 This variant is called a @dfn{computed #include}.  Any @samp{#include}
420 directive whose argument does not fit the above two forms is a computed
421 include.  The text @var{anything else} is checked for macro calls, which
422 are expanded (@pxref{Macros}).  When this is done, the result must match
423 one of the above two variants --- in particular, the expansion must form
424 a string literal token, or a sequence of tokens surrounded by angle
425 braces. @xref{Implementation}.
427 This feature allows you to define a macro which controls the file name
428 to be used at a later point in the program.  One application of this is
429 to allow a site-specific configuration file for your program to specify
430 the names of the system include files to be used.  This can help in
431 porting the program to various operating systems in which the necessary
432 system header files are found in different places.
433 @end table
435 @node Include Operation, Once-Only, Include Syntax, Header Files
436 @subsection How @samp{#include} Works
438 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to
439 scan the specified file as input before continuing with the rest of the
440 current file.  The output from the preprocessor contains the output
441 already generated, followed by the output resulting from the included
442 file, followed by the output that comes from the text after the
443 @samp{#include} directive.  For example, given a header file
444 @file{header.h} as follows,
446 @example
447 char *test ();
448 @end example
450 @noindent
451 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
452 like this,
454 @example
455 int x;
456 #include "header.h"
458 main ()
460   printf (test ());
462 @end example
464 @noindent
465 the output generated by the C preprocessor for @file{program.c} as input
466 would be
468 @example
469 int x;
470 char *test ();
472 main ()
474   printf (test ());
476 @end example
478 Included files are not limited to declarations and macro definitions;
479 those are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be
480 included from another file.  The include file could even contain the
481 beginning of a statement that is concluded in the containing file, or
482 the end of a statement that was started in the including file.  However,
483 a comment or a string or character constant may not start in the
484 included file and finish in the including file.  An unterminated
485 comment, string constant or character constant in an included file is
486 considered to end (with an error message) at the end of the file.
488 It is possible for a header file to begin or end a syntactic unit such
489 as a function definition, but that would be very confusing, so don't do
492 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
493 separate line by the C preprocessor, even if the included file lacks a
494 final newline.
496 @node Once-Only, Inheritance, Include Operation, Header Files
497 @subsection Once-Only Include Files
498 @cindex repeated inclusion
499 @cindex including just once
501 Very often, one header file includes another.  It can easily result that
502 a certain header file is included more than once.  This may lead to
503 errors, if the header file defines structure types or typedefs, and is
504 certainly wasteful.  Therefore, we often wish to prevent multiple
505 inclusion of a header file.
507 The standard way to do this is to enclose the entire real contents of the
508 file in a conditional, like this:
510 @example
511 #ifndef FILE_FOO_SEEN
512 #define FILE_FOO_SEEN
514 @var{the entire file}
516 #endif /* FILE_FOO_SEEN */
517 @end example
519 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} indicates that the file has been included
520 once already.  In a user header file, the macro name should not begin
521 with @samp{_}.  In a system header file, this name should begin with
522 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
523 file, the macro name should contain the name of the file and some
524 additional text, to avoid conflicts with other header files.
526 The GNU C preprocessor is programmed to notice when a header file uses
527 this particular construct and handle it efficiently.  If a header file
528 is contained entirely in a @samp{#ifndef} conditional, modulo whitespace
529 and comments, then it remembers that fact.  If a subsequent
530 @samp{#include} specifies the same file, and the macro in the
531 @samp{#ifndef} is already defined, then the directive is skipped without
532 processing the specified file at all.
534 @findex #import
535 In the Objective C language, there is a variant of @samp{#include}
536 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
537 If you use @samp{#import} @emph{instead of} @samp{#include}, then you
538 don't need the conditionals inside the header file to prevent multiple
539 execution of the contents.
541 @samp{#import} is obsolete because it is not a well designed feature.
542 It requires the users of a header file --- the applications programmers
543 --- to know that a certain header file should only be included once.  It
544 is much better for the header file's implementor to write the file so
545 that users don't need to know this.  Using @samp{#ifndef} accomplishes
546 this goal.
548 @node Inheritance, System Headers, Once-Only, Header Files
549 @subsection Inheritance and Header Files
550 @cindex inheritance
551 @cindex overriding a header file
553 @dfn{Inheritance} is what happens when one object or file derives some
554 of its contents by virtual copying from another object or file.  In
555 the case of C header files, inheritance means that one header file 
556 includes another header file and then replaces or adds something.
558 If the inheriting header file and the base header file have different
559 names, then inheritance is straightforward: simply write @samp{#include
560 "@var{base}"} in the inheriting file.
562 Sometimes it is necessary to give the inheriting file the same name as
563 the base file.  This is less straightforward.
565 For example, suppose an application program uses the system header
566 @file{sys/signal.h}, but the version of @file{/usr/include/sys/signal.h}
567 on a particular system doesn't do what the application program expects.
568 It might be convenient to define a ``local'' version, perhaps under the
569 name @file{/usr/local/include/sys/signal.h}, to override or add to the
570 one supplied by the system.
572 You can do this by compiling with the option @samp{-I.}, and writing a
573 file @file{sys/signal.h} that does what the application program expects.
574 Making this file include the standard @file{sys/signal.h} is not so easy
575 --- writing @samp{#include <sys/signal.h>} in that file doesn't work,
576 because it includes your own version of the file, not the standard
577 system version.  Used in that file itself, this leads to an infinite
578 recursion and a fatal error in compilation.
580 @samp{#include </usr/include/sys/signal.h>} would find the proper file,
581 but that is not clean, since it makes an assumption about where the
582 system header file is found.  This is bad for maintenance, since it
583 means that any change in where the system's header files are kept
584 requires a change somewhere else.
586 @findex #include_next
587 The clean way to solve this problem is to use 
588 @samp{#include_next}, which means, ``Include the @emph{next} file with
589 this name.''  This directive works like @samp{#include} except in
590 searching for the specified file: it starts searching the list of header
591 file directories @emph{after} the directory in which the current file
592 was found.
594 Suppose you specify @samp{-I /usr/local/include}, and the list of
595 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose
596 both directories contain @file{sys/signal.h}.  Ordinary @samp{#include
597 <sys/signal.h>} finds the file under @file{/usr/local/include}.  If that
598 file contains @samp{#include_next <sys/signal.h>}, it starts searching
599 after that directory, and finds the file in @file{/usr/include}.
601 @samp{#include_next} is a GCC extension and should not be used in
602 programs intended to be portable to other compilers.
604 @node System Headers,, Inheritance, Header Files
605 @subsection System Headers
606 @cindex system header files
608 The header files declaring interfaces to the operating system and
609 runtime libraries often cannot be written in strictly conforming C.
610 Therefore, GNU C gives code found in @dfn{system headers} special
611 treatment.  Certain categories of warnings are suppressed, notably those
612 enabled by @samp{-pedantic}.
614 Normally, only the headers found in specific directories are considered
615 system headers.  The set of these directories is determined when GCC is
616 compiled.  There are, however, two ways to add to the set.
618 @findex -isystem
619 The @samp{-isystem} command line option adds its argument to the list of
620 directories to search for headers, just like @samp{-I}.  In addition,
621 any headers found in that directory will be considered system headers.
622 Note that unlike @samp{-I}, you must put a space between @samp{-isystem}
623 and its argument.
625 All directories named by @samp{-isystem} are searched @strong{after} all
626 directories named by @samp{-I}, no matter what their order was on the
627 command line.  If the same directory is named by both @samp{-I} and
628 @samp{-isystem}, @samp{-I} wins; it is as if the @samp{-isystem} option
629 had never been specified at all.
631 @findex #pragma GCC system_header
632 There is also a directive, @samp{#pragma GCC system_header}, which tells
633 GCC to consider the rest of the current include file a system header, no
634 matter where it was found.  Code that comes before the @samp{#pragma} in
635 the file will not be affected.
637 @samp{#pragma GCC system_header} has no effect in the primary source file.
639 @node Macros, Conditionals, Header Files, Top
640 @section Macros
642 A macro is a sort of abbreviation which you can define once and then
643 use later.  There are many complicated features associated with macros
644 in the C preprocessor.
646 @menu
647 * Object-like Macros::   Macros that always expand the same way.
648 * Function-like Macros:: Macros that accept arguments that are substituted
649                          into the macro expansion.
650 * Macro Varargs::        Macros with variable number of arguments.
651 * Predefined::           Predefined macros that are always available.
652 * Stringification::      Macro arguments converted into string constants.
653 * Concatenation::        Building tokens from parts taken from macro arguments.
654 * Undefining::           Cancelling a macro's definition.
655 * Redefining::           Changing a macro's definition.
656 * Poisoning::            Ensuring a macro is never defined or used.
657 * Macro Pitfalls::       Macros can confuse the unwary.  Here we explain
658                            several common problems and strange features.
659 @end menu
661 @node Object-like Macros, Function-like Macros, Macros, Macros
662 @subsection Object-like Macros
663 @cindex object-like macro
664 @cindex manifest constant
666 An @dfn{object-like macro} is a kind of abbreviation.  It is a name
667 which stands for a fragment of code.  Some people refer to these as
668 @dfn{manifest constants}.
670 Before you can use a macro, you must @dfn{define} it explicitly with the
671 @samp{#define} directive.  @samp{#define} is followed by the name of the
672 macro and then the token sequence it should be an abbreviation for,
673 which is variously referred to as the macro's @dfn{body},
674 @dfn{expansion} or @dfn{replacement list}.  For example,
676 @example
677 #define BUFFER_SIZE 1020
678 @end example
680 @noindent
681 defines a macro named @samp{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the
682 token @samp{1020}.  If somewhere after this @samp{#define} directive
683 there comes a C statement of the form
685 @example
686 foo = (char *) xmalloc (BUFFER_SIZE);
687 @end example
689 @noindent
690 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
691 @samp{BUFFER_SIZE}, resulting in
693 @example
694 foo = (char *) xmalloc (1020);
695 @end example
697 The use of all upper case for macro names is a standard convention.
698 Programs are easier to read when it is possible to tell at a glance
699 which names are macros.
701 Normally, a macro definition can only span a single logical line, like
702 all C preprocessing directives.  Comments within a macro definition may
703 contain newlines, which make no difference since each comment is
704 replaced by a space regardless of its contents.
706 Apart from this, there is no restriction on what can go in a macro body
707 provided it decomposes into valid preprocessing tokens.  In particular,
708 parentheses need not balance, and the body need not resemble valid C
709 code.  (If it does not, you may get error messages from the C
710 compiler when you use the macro.)
712 The C preprocessor scans your program sequentially, so macro definitions
713 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input
714 to the C preprocessor
716 @example
717 foo = X;
718 #define X 4
719 bar = X;
720 @end example
722 @noindent
723 produces as output
725 @example
726 foo = X;
728 bar = 4;
729 @end example
731 When the preprocessor expands a macro name, the macro's expansion
732 replaces the macro invocation, and the result is re-scanned for more
733 macros to expand.  For example, after
735 @example
736 #define BUFSIZE 1020
737 #define TABLESIZE BUFSIZE
738 @end example
740 @noindent
741 the name @samp{TABLESIZE} when used in the program would go through two
742 stages of expansion, resulting ultimately in @samp{1020}.
744 This is not the same as defining @samp{TABLESIZE} to be @samp{1020}.
745 The @samp{#define} for @samp{TABLESIZE} uses exactly the expansion you
746 specify --- in this case, @samp{BUFSIZE} --- and does not check to see
747 whether it too contains macro names.  Only when you @emph{use}
748 @samp{TABLESIZE} is the result of its expansion scanned for more macro
749 names.  @xref{Cascaded Macros}.
751 @node Function-like Macros, Macro Varargs, Object-like Macros, Macros
752 @subsection Macros with Arguments
753 @cindex macros with argument
754 @cindex arguments in macro definitions
755 @cindex function-like macro
757 An object-like macro is always replaced by exactly the same tokens each
758 time it is used.  Macros can be made more flexible by taking
759 @dfn{arguments}.  Arguments are fragments of code that you supply each
760 time the macro is used.  These fragments are included in the expansion
761 of the macro according to the directions in the macro definition.  A
762 macro that accepts arguments is called a @dfn{function-like macro}
763 because the syntax for using it looks like a function call.
765 @findex #define
766 To define a macro that uses arguments, you write a @samp{#define}
767 directive with a list of @dfn{parameters} in parentheses after the name
768 of the macro.  The parameters must be valid C identifiers, separated by
769 commas and optionally whitespace.  The @samp{(} must follow the macro
770 name immediately, with no space in between.  If you leave a space, you
771 instead define an object-like macro whose expansion begins with a
772 @samp{(}, and often leads to confusing errors at compile time.
774 As an example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
775 values, as it is defined in many C programs:
777 @example
778 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
779 @end example
781 @noindent
782 (This is not the best way to define a ``minimum'' macro in GNU C@.
783 @xref{Side Effects}, for more information.)
785 To invoke a function-like macro, you write the name of the macro
786 followed by a list of @dfn{arguments} in parentheses, separated by
787 commas.  The invocation of the macro need not be restricted to a single
788 logical line - it can cross as many lines in the source file as you
789 wish.  The number of arguments you give must match the number of
790 parameters in the macro definition; empty arguments are fine.  Examples
791 of use of the macro @samp{min} include @samp{min (1, 2)} and @samp{min
792 (x + 28, *p)}.
794 The expansion text of the macro depends on the arguments you use.  Each
795 macro parameter is replaced throughout the macro expansion with the
796 tokens of the corresponding argument.  Leading and trailing argument
797 whitespace is dropped, and all whitespace between the tokens of an
798 argument is reduced to a single space.  Using the same macro @samp{min}
799 defined above, @samp{min (1, 2)} expands into
801 @example
802 ((1) < (2) ? (1) : (2))
803 @end example
805 @noindent
806 where @samp{1} has been substituted for @samp{X} and @samp{2} for @samp{Y}.
808 Likewise, @samp{min (x + 28, *p)} expands into
810 @example
811 ((x + 28) < (*p) ? (x + 28) : (*p))
812 @end example
814 Parentheses within each argument must balance; a comma within such
815 parentheses does not end the argument.  However, there is no requirement
816 for square brackets or braces to balance, and they do not prevent a
817 comma from separating arguments.  Thus,
819 @example
820 macro (array[x = y, x + 1])
821 @end example
823 @noindent
824 passes two arguments to @code{macro}: @samp{array[x = y} and @samp{x +
825 1]}.  If you want to supply @samp{array[x = y, x + 1]} as an argument,
826 you must write it as @samp{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
827 code.
829 After the arguments have been substituted into the macro body, the
830 resulting expansion replaces the macro invocation, and re-scanned for
831 more macro calls.  Therefore even arguments can contain calls to other
832 macros, either with or without arguments, and even to the same macro.
833 For example, @samp{min (min (a, b), c)} expands into this text:
835 @example
836 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
837  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
838  : (c))
839 @end example
841 @noindent
842 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
844 @cindex empty macro arguments
845 If a macro @code{foo} takes one argument, and you want to supply an
846 empty argument, simply supply no preprocessing tokens.  Since whitespace
847 does not form a preprocessing token, it is optional.  For example,
848 @samp{foo ()}, @samp{foo ( )} and @samp{bar (, arg2)}.
850 Previous GNU preprocessor implementations and documentation were
851 incorrect on this point, insisting that a function-like macro that takes
852 a single argument be passed a space if an empty argument was required.
854 If you use a macro name followed by something other than a @samp{(}
855 (after ignoring any whitespace that might follow), it does not form an
856 invocation of the macro, and the preprocessor does not change what you
857 have written.  Therefore, it is possible for the same identifier to be a
858 variable or function in your program as well as a macro, and you can
859 choose in each instance whether to refer to the macro (if an actual
860 argument list follows) or the variable or function (if an argument list
861 does not follow).  For example,
863 @example
864 #define foo(X) X
865 foo bar foo(baz)
866 @end example
868 expands to @samp{foo bar baz}.  Such dual use of one name could be
869 confusing and should be avoided except when the two meanings are
870 effectively synonymous: that is, when the name is both a macro and a
871 function and the two have similar effects.  You can think of the name
872 simply as a function; use of the name for purposes other than calling it
873 (such as, to take the address) will refer to the function, while calls
874 will expand the macro and generate better but equivalent code.
876 For example, you can use a function named @samp{min} in the same source
877 file that defines the macro.  If you write @samp{&min} with no argument
878 list, you refer to the function.  If you write @samp{min (x, bb)}, with
879 an argument list, the macro is expanded.  If you write @samp{(min) (a,
880 bb)}, where the name @samp{min} is not followed by an open-parenthesis,
881 the macro is not expanded, so you wind up with a call to the function
882 @samp{min}.
884 In the definition of a macro with arguments, the list of argument names
885 must follow the macro name immediately with no space in between.  If
886 there is a space after the macro name, the macro is defined as taking no
887 arguments, and all the rest of the line is taken to be the expansion.
888 The reason for this is that it is often useful to define a macro that
889 takes no arguments and whose definition begins with an identifier in
890 parentheses.  This rule makes it possible for you to do either this:
892 @example
893 #define FOO(x) - 1 / (x)
894 @end example
896 @noindent
897 (which defines @samp{FOO} to take an argument and expand into minus the
898 reciprocal of that argument) or this:
900 @example
901 #define BAR (x) - 1 / (x)
902 @end example
904 @noindent
905 (which defines @samp{BAR} to take no argument and always expand into
906 @samp{(x) - 1 / (x)}).
908 Note that the @emph{uses} of a macro with arguments can have spaces
909 before the left parenthesis; it's the @emph{definition} where it matters
910 whether there is a space.
912 @node Macro Varargs, Predefined, Function-like Macros, Macros
913 @subsection Macros with Variable Numbers of Arguments
914 @cindex variable number of arguments
915 @cindex macro with variable arguments
916 @cindex rest argument (in macro)
918 In the ISO C standard of 1999, a macro can be declared to accept a
919 variable number of arguments much as a function can.  The syntax for
920 defining the macro is similar to that of a function.  Here is an
921 example:
923 @example
924 #define eprintf(...) fprintf (stderr, __VA_ARGS__)
925 @end example
927 Here @samp{@dots{}} is a @dfn{variable argument}.  In the invocation of
928 such a macro, it represents the zero or more tokens until the closing
929 parenthesis that ends the invocation, including any commas.  This set of
930 tokens replaces the identifier @code{__VA_ARGS__} in the macro body
931 wherever it appears.  Thus, we have this expansion:
933 @example
934 eprintf ("%s:%d: ", input_file_name, line_number)
935 @expansion{}
936 fprintf (stderr, "%s:%d: " , input_file_name, line_number)
937 @end example
939 Within a @samp{#define} directive, ISO C mandates that the only place
940 the identifier @code{__VA_ARGS__} can appear is in the replacement list
941 of a variable-argument macro.  It may not be used as a macro name, macro
942 argument name, or within a different type of macro.  It may also be
943 forbidden in open text; the standard is ambiguous.  We recommend you
944 avoid using it except for its defined purpose.
946 If your macro is complicated, you may want a more descriptive name for
947 the variable argument than @code{__VA_ARGS__}.  GNU cpp permits this, as
948 an extension.  You may write an argument name immediately before the
949 @samp{@dots{}}; that name is used for the variable argument.  The
950 @code{eprintf} macro above could be written
952 @example
953 #define eprintf(args...) fprintf (stderr, args)
954 @end example
956 @noindent
957 using this extension.  You cannot use @code{__VA_ARGS__} and this
958 extension in the same macro.
960 We might instead have defined eprintf as follows:
962 @example
963 #define eprintf(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)
964 @end example
966 This formulation looks more descriptive, but cannot be used as flexibly.
967 There is no way to produce expanded output of
969 @example
970 fprintf (stderr, "success!\n")
971 @end example
973 @noindent
974 because, in standard C, you are not allowed to leave the variable
975 argument out entirely, and passing an empty argument for the variable
976 arguments will not do what you want.  Writing
978 @example
979 eprintf ("success!\n", )
980 @end example
982 @noindent
983 produces
985 @example
986 fprintf (stderr, "success!\n",)
987 @end example
989 @noindent
990 where the extra comma originates from the replacement list and not from
991 the arguments to eprintf.
993 There is another extension in the GNU C preprocessor which deals with
994 this difficulty.  First, you are allowed to leave the variable argument
995 out entirely:
997 @example
998 eprintf ("success!\n")
999 @end example
1001 Second, the @samp{##} token paste operator has a special meaning when
1002 placed between a comma and a variable argument.  If you write
1004 @example
1005 #define eprintf(format, ...) fprintf (stderr, format, ##__VA_ARGS__)
1006 @end example
1008 and the variable argument is left out when the @samp{eprintf} macro is
1009 used, then the comma before the @samp{##} will be deleted.  This does
1010 @emph{not} happen if you pass an empty argument, nor does it happen if
1011 the token preceding @samp{##} is anything other than a comma.
1013 Previous versions of the preprocessor implemented this extension much
1014 more generally.  We have restricted it in order to minimize the
1015 difference from the C standard.  @xref{Unreliable Features}.
1017 @node Predefined, Stringification, Macro Varargs, Macros
1018 @subsection Predefined Macros
1020 @cindex predefined macros
1021 Several object-like macros are predefined; you use them without
1022 supplying their definitions.  They fall into two classes: standard
1023 macros and system-specific macros.
1025 @menu
1026 * Standard Predefined::     Standard predefined macros.
1027 * Nonstandard Predefined::  Nonstandard predefined macros.
1028 @end menu
1030 @node Standard Predefined, Nonstandard Predefined, Predefined, Predefined
1031 @subsubsection Standard Predefined Macros
1032 @cindex standard predefined macros
1034 The standard predefined macros are available with the same meanings
1035 regardless of the machine or operating system on which you are using GNU
1036 C@.  Their names all start and end with double underscores.  Those
1037 preceding @code{__GNUC__} in this table are standardized by ISO C; the
1038 rest are GNU C extensions.
1040 @table @code
1041 @item __FILE__
1042 @findex __FILE__
1043 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
1044 a C string constant.  The precise name returned is the one that was
1045 specified in @samp{#include} or as the input file name argument.  For
1046 example, @samp{"/usr/local/include/myheader.h"} is a possible expansion
1047 of this macro.
1049 @item __LINE__
1050 @findex __LINE__
1051 This macro expands to the current input line number, in the form of a
1052 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
1053 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
1054 new line of source code.
1056 This and @samp{__FILE__} are useful in generating an error message to
1057 report an inconsistency detected by the program; the message can state
1058 the source line at which the inconsistency was detected.  For example,
1060 @smallexample
1061 fprintf (stderr, "Internal error: "
1062                  "negative string length "
1063                  "%d at %s, line %d.",
1064          length, __FILE__, __LINE__);
1065 @end smallexample
1067 A @samp{#include} directive changes the expansions of @samp{__FILE__}
1068 and @samp{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
1069 that file, when processing resumes on the input file that contained
1070 the @samp{#include} directive, the expansions of @samp{__FILE__} and
1071 @samp{__LINE__} revert to the values they had before the
1072 @samp{#include} (but @samp{__LINE__} is then incremented by one as
1073 processing moves to the line after the @samp{#include}).
1075 The expansions of both @samp{__FILE__} and @samp{__LINE__} are altered
1076 if a @samp{#line} directive is used.  @xref{Line Control}.
1078 @item __DATE__
1079 @findex __DATE__
1080 This macro expands to a string constant that describes the date on
1081 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1082 eleven characters and looks like @w{@samp{"Feb  1 1996"}}.
1083 @c After reformatting the above, check that the date remains `Feb  1 1996',
1084 @c all on one line, with two spaces between the `Feb' and the `1'.
1086 @item __TIME__
1087 @findex __TIME__
1088 This macro expands to a string constant that describes the time at
1089 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
1090 eight characters and looks like @samp{"23:59:01"}.
1092 @item __STDC__
1093 @findex __STDC__
1094 This macro expands to the constant 1, to signify that this is ISO
1095 Standard C@.  (Whether that is actually true depends on what C compiler
1096 will operate on the output from the preprocessor.)
1098 On some hosts, system include files use a different convention, where
1099 @samp{__STDC__} is normally 0, but is 1 if the user specifies strict
1100 conformance to the C Standard.  The preprocessor follows the host
1101 convention when processing system include files, but when processing
1102 user files it follows the usual GNU C convention.
1104 This macro is not defined if the @samp{-traditional} option is used.
1106 @item __STDC_VERSION__
1107 @findex __STDC_VERSION__
1108 This macro expands to the C Standard's version number, a long integer
1109 constant of the form @samp{@var{yyyy}@var{mm}L} where @var{yyyy} and
1110 @var{mm} are the year and month of the Standard version.  This signifies
1111 which version of the C Standard the preprocessor conforms to.  Like
1112 @samp{__STDC__}, whether this version number is accurate for the entire
1113 implementation depends on what C compiler will operate on the output
1114 from the preprocessor.
1116 This macro is not defined if the @samp{-traditional} option is used.
1118 @item __GNUC__
1119 @findex __GNUC__
1120 This macro is defined if and only if this is GNU C@.  This macro is
1121 defined only when the entire GNU C compiler is in use; if you invoke the
1122 preprocessor directly, @samp{__GNUC__} is undefined.  The value
1123 identifies the major version number of GNU CC (@samp{1} for GNU CC
1124 version 1, which is now obsolete, and @samp{2} for version 2).
1126 @item __GNUC_MINOR__
1127 @findex __GNUC_MINOR__
1128 The macro contains the minor version number of the compiler.  This can
1129 be used to work around differences between different releases of the
1130 compiler (for example, if GCC 2.6.3 is known to support a feature, you
1131 can test for @code{__GNUC__ > 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ >= 6)}).
1133 @item __GNUC_PATCHLEVEL__
1134 @findex __GNUC_PATCHLEVEL__
1135 This macro contains the patch level of the compiler.  This can be
1136 used to work around differences between different patch level releases
1137 of the compiler (for example, if GCC 2.6.2 is known to contain a bug,
1138 whereas GCC 2.6.3 contains a fix, and you have code which can workaround
1139 the problem depending on whether the bug is fixed or not, you can test for
1140 @code{__GNUC__ > 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ > 6) || 
1141 (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ == 6 && __GNUC_PATCHLEVEL__ > 3)}).
1143 @item __GNUG__
1144 @findex __GNUG__
1145 The GNU C compiler defines this when the compilation language is
1146 C++; use @samp{__GNUG__} to distinguish between GNU C and GNU
1147 C++.
1149 @item __cplusplus 
1150 @findex __cplusplus 
1151 The ISO standard for C++ requires predefining this variable.  You can
1152 use @samp{__cplusplus} to test whether a header is compiled by a C
1153 compiler or a C++ compiler. The compiler currently uses a value of
1154 @samp{1}, instead of the value @samp{199711L}, which would indicate full
1155 conformance with the standard.
1157 @item __STRICT_ANSI__
1158 @findex __STRICT_ANSI__
1159 GNU C defines this macro if and only if the @samp{-ansi} switch was
1160 specified when GNU C was invoked.  Its definition is the null string.
1161 This macro exists primarily to direct certain GNU header files not to
1162 define certain traditional Unix constructs which are incompatible with
1163 ISO C@.
1165 @item __BASE_FILE__
1166 @findex __BASE_FILE__
1167 This macro expands to the name of the main input file, in the form
1168 of a C string constant.  This is the source file that was specified
1169 on the command line of the preprocessor or C compiler.
1171 @item __INCLUDE_LEVEL__
1172 @findex __INCLUDE_LEVEL_
1173 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
1174 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
1175 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at the
1176 end of every included file.  It starts out at 0, it's value within the
1177 base file specified on the command line.
1179 @item __VERSION__
1180 @findex __VERSION__
1181 This macro expands to a string constant which describes the version
1182 number of GNU C@.  The string is normally a sequence of decimal numbers
1183 separated by periods, such as @samp{"2.6.0"}.
1185 @item __OPTIMIZE__
1186 @findex __OPTIMIZE__
1187 GNU CC defines this macro in optimizing compilations.  It causes certain
1188 GNU header files to define alternative macro definitions for some system
1189 library functions.  You should not refer to or test the definition of
1190 this macro unless you make very sure that programs will execute with the
1191 same effect regardless.
1193 @item __CHAR_UNSIGNED__
1194 @findex __CHAR_UNSIGNED__
1195 GNU C defines this macro if and only if the data type @code{char} is
1196 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard header
1197 file @file{limits.h} to work correctly.  You should not refer to this
1198 macro yourself; instead, refer to the standard macros defined in
1199 @file{limits.h}.  The preprocessor uses this macro to determine whether
1200 or not to sign-extend large character constants written in octal; see
1201 @ref{#if Directive,,The @samp{#if} Directive}.
1203 @item __REGISTER_PREFIX__
1204 @findex __REGISTER_PREFIX__
1205 This macro expands to a string (not a string constant) describing the
1206 prefix applied to CPU registers in assembler code.  You can use it to
1207 write assembler code that is usable in multiple environments.  For
1208 example, in the @samp{m68k-aout} environment it expands to the null
1209 string, but in the @samp{m68k-coff} environment it expands to the string
1210 @samp{%}.
1212 @item __USER_LABEL_PREFIX__
1213 @findex __USER_LABEL_PREFIX__
1214 Similar to @code{__REGISTER_PREFIX__}, but describes the prefix applied
1215 to user generated labels in assembler code.  For example, in the
1216 @samp{m68k-aout} environment it expands to the string @samp{_}, but in
1217 the @samp{m68k-coff} environment it expands to the null string.  This
1218 does not work with the @samp{-mno-underscores} option that the i386
1219 OSF/rose and m88k targets provide nor with the @samp{-mcall*} options of
1220 the rs6000 System V Release 4 target.
1221 @end table
1223 @node Nonstandard Predefined,, Standard Predefined, Predefined
1224 @subsubsection Nonstandard Predefined Macros
1226 The C preprocessor normally has several predefined macros that vary
1227 between machines because their purpose is to indicate what type of
1228 system and machine is in use.  This manual, being for all systems and
1229 machines, cannot tell you exactly what their names are; instead, we
1230 offer a list of some typical ones.  You can use @samp{cpp -dM} to see
1231 the values of predefined macros; see @ref{Invocation}.
1233 Some nonstandard predefined macros describe the operating system in use,
1234 with more or less specificity.  For example,
1236 @table @code
1237 @item unix
1238 @findex unix
1239 @samp{unix} is normally predefined on all Unix systems.
1241 @item BSD
1242 @findex BSD
1243 @samp{BSD} is predefined on recent versions of Berkeley Unix
1244 (perhaps only in version 4.3).
1245 @end table
1247 Other nonstandard predefined macros describe the kind of CPU, with more or
1248 less specificity.  For example,
1250 @table @code
1251 @item vax
1252 @findex vax
1253 @samp{vax} is predefined on Vax computers.
1255 @item mc68000
1256 @findex mc68000
1257 @samp{mc68000} is predefined on most computers whose CPU is a Motorola
1258 68000, 68010 or 68020.
1260 @item m68k
1261 @findex m68k
1262 @samp{m68k} is also predefined on most computers whose CPU is a 68000,
1263 68010 or 68020; however, some makers use @samp{mc68000} and some use
1264 @samp{m68k}.  Some predefine both names.  What happens in GNU C
1265 depends on the system you are using it on.
1267 @item M68020
1268 @findex M68020
1269 @samp{M68020} has been observed to be predefined on some systems that
1270 use 68020 CPUs --- in addition to @samp{mc68000} and @samp{m68k}, which
1271 are less specific.
1273 @item _AM29K
1274 @findex _AM29K
1275 @itemx _AM29000
1276 @findex _AM29000
1277 Both @samp{_AM29K} and @samp{_AM29000} are predefined for the AMD 29000
1278 CPU family.
1280 @item ns32000
1281 @findex ns32000
1282 @samp{ns32000} is predefined on computers which use the National
1283 Semiconductor 32000 series CPU.
1284 @end table
1286 Yet other nonstandard predefined macros describe the manufacturer of
1287 the system.  For example,
1289 @table @code
1290 @item sun
1291 @findex sun
1292 @samp{sun} is predefined on all models of Sun computers.
1294 @item pyr
1295 @findex pyr
1296 @samp{pyr} is predefined on all models of Pyramid computers.
1298 @item sequent
1299 @findex sequent
1300 @samp{sequent} is predefined on all models of Sequent computers.
1301 @end table
1303 These predefined symbols are not only nonstandard, they are contrary to the
1304 ISO standard because their names do not start with underscores.
1305 Therefore, the option @samp{-ansi} inhibits the definition of these
1306 symbols.
1308 This tends to make @samp{-ansi} useless, since many programs depend on
1309 the customary nonstandard predefined symbols.  Even system header files
1310 check them and will generate incorrect declarations if they do not find
1311 the names that are expected.  You might think that the header files
1312 supplied for the Uglix computer would not need to test what machine they
1313 are running on, because they can simply assume it is the Uglix; but
1314 often they do, and they do so using the customary names.  As a result,
1315 very few C programs will compile with @samp{-ansi}.  We intend to avoid
1316 such problems on the GNU system.
1318 What, then, should you do in an ISO C program to test the type of machine
1319 it will run on?
1321 GNU C offers a parallel series of symbols for this purpose, whose names
1322 are made from the customary ones by adding @samp{__} at the beginning
1323 and end.  Thus, the symbol @code{__vax__} would be available on a Vax,
1324 and so on.
1326 The set of nonstandard predefined names in the GNU C preprocessor is
1327 controlled (when @code{cpp} is itself compiled) by the macro
1328 @samp{CPP_PREDEFINES}, which should be a string containing @samp{-D}
1329 options, separated by spaces.  For example, on the Sun 3, we use the
1330 following definition:
1332 @example
1333 #define CPP_PREDEFINES "-Dmc68000 -Dsun -Dunix -Dm68k"
1334 @end example
1336 @noindent 
1337 This macro is usually specified in @file{tm.h}.
1339 @node Stringification, Concatenation, Predefined, Macros
1340 @subsection Stringification
1342 @cindex stringification
1343 @dfn{Stringification} means turning a sequence of preprocessing tokens
1344 into a string literal.  For example, stringifying @samp{foo (z)} results
1345 in @samp{"foo (z)"}.
1347 In the C preprocessor, stringification is possible when macro arguments
1348 are substituted during macro expansion.  When a parameter appears
1349 preceded by a @samp{#} token in the replacement list of a function-like
1350 macro, it indicates that both tokens should be replaced with the
1351 stringification of the corresponding argument during expansion.  The
1352 same argument may be substituted in other places in the definition
1353 without stringification if the argument name appears in those places
1354 with no preceding @samp{#}.
1356 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1358 @smallexample
1359 @group
1360 #define WARN_IF(EXP) \
1361 do @{ if (EXP) \
1362         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1363 while (0)
1364 @end group
1365 @end smallexample
1367 @noindent
1368 Here the argument for @samp{EXP} is substituted once, as-is, into the
1369 @samp{if} statement, and once, stringified, into the argument to
1370 @samp{fprintf}.  The @samp{do} and @samp{while (0)} are a kludge to make
1371 it possible to write @samp{WARN_IF (@var{arg});}, which the resemblance
1372 of @samp{WARN_IF} to a function would make C programmers want to do; see
1373 @ref{Swallow Semicolon}.
1375 The stringification feature is limited to transforming the tokens of a
1376 macro argument into a string constant: there is no way to combine the
1377 argument with surrounding text and stringify it all together.  The
1378 example above shows how an equivalent result can be obtained in ISO
1379 Standard C, using the fact that adjacent string constants are
1380 concatenated by the C compiler to form a single string constant.  The
1381 preprocessor stringifies the actual value of @samp{EXP} into a separate
1382 string constant, resulting in text like
1384 @smallexample
1385 @group
1386 do @{ if (x == 0) \
1387         fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} \
1388 while (0)
1389 @end group
1390 @end smallexample
1392 @noindent
1393 but the compiler then sees three consecutive string constants and
1394 concatenates them into one, producing effectively
1396 @smallexample
1397 do @{ if (x == 0) \
1398         fprintf (stderr, "Warning: x == 0\n"); @} \
1399 while (0)
1400 @end smallexample
1402 Stringification in C involves more than putting double-quote characters
1403 around the fragment.  The preprocessor backslash-escapes the surrounding
1404 quotes of string literals, and all backslashes within string and
1405 character constants, in order to get a valid C string constant with the
1406 proper contents.  Thus, stringifying @samp{p = "foo\n";} results in
1407 @samp{"p = \"foo\\n\";"}.  However, backslashes that are not inside
1408 string or character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself
1409 stringifies to @samp{"\n"}.
1411 Whitespace (including comments) in the text being stringified is handled
1412 according to precise rules.  All leading and trailing whitespace is
1413 ignored.  Any sequence of whitespace in the middle of the text is
1414 converted to a single space in the stringified result.
1416 @node Concatenation, Undefining, Stringification, Macros
1417 @subsection Concatenation
1418 @cindex concatenation
1419 @cindex @samp{##}
1420 @dfn{Concatenation} means joining two strings into one.  In the context
1421 of macro expansion, concatenation refers to joining two preprocessing
1422 tokens to form one.  In particular, a token of a macro argument can be
1423 concatenated with another argument's token or with fixed text to produce
1424 a longer name.  The longer name might be the name of a function,
1425 variable, type, or a C keyword; it might even be the name of another
1426 macro, in which case it will be expanded.
1428 When you define a function-like or object-like macro, you request
1429 concatenation with the special operator @samp{##} in the macro's
1430 replacement list.  When the macro is called, any arguments are
1431 substituted without performing macro expansion, every @samp{##} operator
1432 is deleted, and the two tokens on either side of it are concatenated to
1433 form a single token.
1435 Consider a C program that interprets named commands.  There probably needs
1436 to be a table of commands, perhaps an array of structures declared as
1437 follows:
1439 @example
1440 struct command
1442   char *name;
1443   void (*function) ();
1446 struct command commands[] =
1448   @{ "quit", quit_command@},
1449   @{ "help", help_command@},
1450   @dots{}
1452 @end example
1454 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1455 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1456 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1457 constant can be created with stringification, and the function name by
1458 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1460 @example
1461 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1463 struct command commands[] =
1465   COMMAND (quit),
1466   COMMAND (help),
1467   @dots{}
1469 @end example
1471 The usual case of concatenation is concatenating two names (or a name
1472 and a number) into a longer name.  This isn't the only valid case.
1473 It is also possible to concatenate two numbers (or a number and a name,
1474 such as @samp{1.5} and @samp{e3}) into a number.  Also, multi-character
1475 operators such as @samp{+=} can be formed by concatenation.  However,
1476 two tokens that don't together form a valid token cannot be
1477 concatenated.  For example, concatenation of @samp{x} on one side and
1478 @samp{+} on the other is not meaningful because those two tokens do not
1479 form a valid preprocessing token when concatenated.  UNDEFINED
1481 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace
1482 before macros are even considered.  Therefore, you cannot create a
1483 comment by concatenating @samp{/} and @samp{*}: the @samp{/*} sequence
1484 that starts a comment is not a token, but rather the beginning of a
1485 comment.  You can freely use comments next to @samp{##} in a macro
1486 definition, or in arguments that will be concatenated, because the
1487 comments will be converted to spaces at first sight, and concatenation
1488 operates on tokens and so ignores whitespace.
1490 @node Undefining, Redefining, Concatenation, Macros
1491 @subsection Undefining Macros
1493 @cindex undefining macros
1494 To @dfn{undefine} a macro means to cancel its definition.  This is done
1495 with the @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} is followed by the macro
1496 name to be undefined.
1498 Like definition, undefinition occurs at a specific point in the source
1499 file, and it applies starting from that point.  The name ceases to be a
1500 macro name, and from that point on it is treated by the preprocessor as
1501 if it had never been a macro name.
1503 For example,
1505 @example
1506 #define FOO 4
1507 x = FOO;
1508 #undef FOO
1509 x = FOO;
1510 @end example
1512 @noindent
1513 expands into
1515 @example
1516 x = 4;
1518 x = FOO;
1519 @end example
1521 @noindent
1522 In this example, @samp{FOO} had better be a variable or function as well
1523 as (temporarily) a macro, in order for the result of the expansion to be
1524 valid C code.
1526 The same form of @samp{#undef} directive will cancel definitions with
1527 arguments or definitions that don't expect arguments.  The @samp{#undef}
1528 directive has no effect when used on a name not currently defined as a
1529 macro.
1531 @node Redefining, Poisoning, Undefining, Macros
1532 @subsection Redefining Macros
1534 @cindex redefining macros
1535 @dfn{Redefining} a macro means defining (with @samp{#define}) a name that
1536 is already defined as a macro.
1538 A redefinition is trivial if the new definition is transparently
1539 identical to the old one.  You probably wouldn't deliberately write a
1540 trivial redefinition, but they can happen automatically when a header
1541 file is included more than once (@pxref{Header Files}), so they are
1542 accepted silently and without effect.
1544 Nontrivial redefinition is considered likely to be an error, so it
1545 provokes a warning message from the preprocessor.  However, sometimes it
1546 is useful to change the definition of a macro in mid-compilation.  You
1547 can inhibit the warning by undefining the macro with @samp{#undef}
1548 before the second definition.
1550 In order for a redefinition to be trivial, the parameter names must
1551 match and be in the same order, and the new replacement list must
1552 exactly match the one already in effect, with two possible exceptions:
1554 @itemize @bullet
1555 @item
1556 Whitespace may be added or deleted at the beginning or the end of the
1557 replacement list.  In a sense this is vacuous, since strictly such
1558 whitespace doesn't form part of the macro's expansion.
1560 @item
1561 Between tokens in the expansion, any two forms of whitespace are
1562 considered equivalent.  In particular, whitespace may not be eliminated
1563 entirely, nor may it be added where there previously wasn't any.
1564 @end itemize
1566 Recall that a comment counts as whitespace.
1568 As a particular case of the above, you may not redefine an object-like
1569 macro as a function-like macro, and vice-versa.
1571 @node Poisoning, Macro Pitfalls, Redefining, Macros
1572 @subsection Poisoning Macros
1573 @cindex poisoning macros
1574 @findex #pragma GCC poison
1576 Sometimes, there is an identifier that you want to remove completely
1577 from your program, and make sure that it never creeps back in.  To
1578 enforce this, the @samp{#pragma GCC poison} directive can be used.
1579 @samp{#pragma GCC poison} is followed by a list of identifiers to
1580 poison, and takes effect for the rest of the source.  You cannot
1581 @samp{#undef} a poisoned identifier or test to see if it's defined with
1582 @samp{#ifdef}.
1584 For example,
1586 @example
1587 #pragma GCC poison printf sprintf fprintf
1588 sprintf(some_string, "hello");
1589 @end example
1591 @noindent
1592 will produce an error.
1594 @node Macro Pitfalls,, Poisoning, Macros
1595 @subsection Pitfalls and Subtleties of Macros
1596 @cindex problems with macros
1597 @cindex pitfalls of macros
1599 In this section we describe some special rules that apply to macros and
1600 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
1601 counterintuitive consequences that you must watch out for.
1603 @menu
1604 * Misnesting::        Macros can contain unmatched parentheses.
1605 * Macro Parentheses:: Why apparently superfluous parentheses
1606                          may be necessary to avoid incorrect grouping.
1607 * Swallow Semicolon:: Macros that look like functions
1608                          but expand into compound statements.
1609 * Side Effects::      Unsafe macros that cause trouble when
1610                          arguments contain side effects.
1611 * Self-Reference::    Macros whose definitions use the macros' own names.
1612 * Argument Prescan::  Arguments are checked for macro calls before they
1613                          are substituted.
1614 * Cascaded Macros::   Macros whose definitions use other macros.
1615 * Newlines in Args::  Sometimes line numbers get confused.
1616 @end menu
1618 @node Misnesting, Macro Parentheses, Macro Pitfalls, Macro Pitfalls
1619 @subsubsection Improperly Nested Constructs
1621 Recall that when a macro is called with arguments, the arguments are
1622 substituted into the macro body and the result is checked, together with
1623 the rest of the input file, for more macro calls.
1625 It is possible to piece together a macro call coming partially from the
1626 macro body and partially from the arguments.  For example,
1628 @example
1629 #define double(x) (2*(x))
1630 #define call_with_1(x) x(1)
1631 @end example
1633 @noindent
1634 would expand @samp{call_with_1 (double)} into @samp{(2*(1))}.
1636 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing
1637 an unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create
1638 a macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.
1639 For example,
1641 @example
1642 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
1643 @dots{}
1644 strange(stderr) p, 35)
1645 @end example
1647 @noindent
1648 This bizarre example expands to @samp{fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)}!
1650 @node Macro Parentheses, Swallow Semicolon, Misnesting, Macro Pitfalls
1651 @subsubsection Unintended Grouping of Arithmetic
1652 @cindex parentheses in macro bodies
1654 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
1655 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around
1656 it.  In addition, another pair of parentheses usually surround the
1657 entire macro definition.  Here is why it is best to write macros that
1658 way.
1660 Suppose you define a macro as follows,
1662 @example
1663 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
1664 @end example
1666 @noindent
1667 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
1668 to compute how many @samp{int} objects are needed to hold a certain
1669 number of @samp{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
1671 @example
1672 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
1673 @end example
1675 @noindent
1676 This expands into
1678 @example
1679 a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
1680 @end example
1682 @noindent
1683 which does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
1684 C make it equivalent to this:
1686 @example
1687 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
1688 @end example
1690 @noindent
1691 What we want is this:
1693 @example
1694 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
1695 @end example
1697 @noindent
1698 Defining the macro as
1700 @example
1701 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
1702 @end example
1704 @noindent
1705 provides the desired result.
1707 Unintended grouping can result in another way.  Consider @samp{sizeof
1708 ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression that would
1709 compute the size of the type of @samp{ceil_div (1, 2)}, but in fact it
1710 means something very different.  Here is what it expands to:
1712 @example
1713 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
1714 @end example
1716 @noindent
1717 This would take the size of an integer and divide it by two.  The
1718 precedence rules have put the division outside the @samp{sizeof} when it
1719 was intended to be inside.
1721 Parentheses around the entire macro definition can prevent such
1722 problems.  Here, then, is the recommended way to define @samp{ceil_div}:
1724 @example
1725 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
1726 @end example
1728 @node Swallow Semicolon, Side Effects, Macro Parentheses, Macro Pitfalls
1729 @subsubsection Swallowing the Semicolon
1731 @cindex semicolons (after macro calls)
1732 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
1733 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
1734 pointer (the argument @samp{p} says where to find it) across whitespace
1735 characters:
1737 @example
1738 #define SKIP_SPACES(p, limit)  \
1739 @{ register char *lim = (limit); \
1740   while (p != lim) @{            \
1741     if (*p++ != ' ') @{          \
1742       p--; break; @}@}@}
1743 @end example
1745 @noindent
1746 Here backslash-newline is used to split the macro definition, which must
1747 be a single logical line, so that it resembles the way such C code would
1748 be laid out if not part of a macro definition.
1750 A call to this macro might be @samp{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
1751 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
1752 statement with no need for a semicolon to end it.  However, since it
1753 looks like a function call, it minimizes confusion if you can use it
1754 like a function call, writing a semicolon afterward, as in
1755 @samp{SKIP_SPACES (p, lim);}
1757 This can cause trouble before @samp{else} statements, because the
1758 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
1760 @example
1761 if (*p != 0)
1762   SKIP_SPACES (p, lim);
1763 else @dots{}
1764 @end example
1766 @noindent
1767 The presence of two statements --- the compound statement and a null
1768 statement --- in between the @samp{if} condition and the @samp{else}
1769 makes invalid C code.
1771 The definition of the macro @samp{SKIP_SPACES} can be altered to solve
1772 this problem, using a @samp{do @dots{} while} statement.  Here is how:
1774 @example
1775 #define SKIP_SPACES(p, limit)     \
1776 do @{ register char *lim = (limit); \
1777      while (p != lim) @{            \
1778        if (*p++ != ' ') @{          \
1779          p--; break; @}@}@}           \
1780 while (0)
1781 @end example
1783 Now @samp{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
1785 @example
1786 do @{@dots{}@} while (0);
1787 @end example
1789 @noindent
1790 which is one statement.
1792 @node Side Effects, Self-Reference, Swallow Semicolon, Macro Pitfalls
1793 @subsubsection Duplication of Side Effects
1795 @cindex side effects (in macro arguments)
1796 @cindex unsafe macros
1797 Many C programs define a macro @samp{min}, for ``minimum'', like this:
1799 @example
1800 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1801 @end example
1803 When you use this macro with an argument containing a side effect,
1804 as shown here,
1806 @example
1807 next = min (x + y, foo (z));
1808 @end example
1810 @noindent
1811 it expands as follows:
1813 @example
1814 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
1815 @end example
1817 @noindent
1818 where @samp{x + y} has been substituted for @samp{X} and @samp{foo (z)}
1819 for @samp{Y}.
1821 The function @samp{foo} is used only once in the statement as it appears
1822 in the program, but the expression @samp{foo (z)} has been substituted
1823 twice into the macro expansion.  As a result, @samp{foo} might be called
1824 two times when the statement is executed.  If it has side effects or if
1825 it takes a long time to compute, the results might not be what you
1826 intended.  We say that @samp{min} is an @dfn{unsafe} macro.
1828 The best solution to this problem is to define @samp{min} in a way that
1829 computes the value of @samp{foo (z)} only once.  The C language offers
1830 no standard way to do this, but it can be done with GNU C extensions as
1831 follows:
1833 @example
1834 #define min(X, Y)                     \
1835 (@{ typeof (X) __x = (X), __y = (Y);   \
1836    (__x < __y) ? __x : __y; @})
1837 @end example
1839 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
1840 careful when @emph{using} the macro @samp{min}.  For example, you can
1841 calculate the value of @samp{foo (z)}, save it in a variable, and use
1842 that variable in @samp{min}:
1844 @example
1845 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1846 @dots{}
1848   int tem = foo (z);
1849   next = min (x + y, tem);
1851 @end example
1853 @noindent
1854 (where we assume that @samp{foo} returns type @samp{int}).
1856 @node Self-Reference, Argument Prescan, Side Effects, Macro Pitfalls
1857 @subsubsection Self-Referential Macros
1859 @cindex self-reference
1860 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its
1861 definition.  A special feature of ISO Standard C is that the
1862 self-reference is not considered a macro call.  It is passed into the
1863 preprocessor output unchanged.
1865 Let's consider an example:
1867 @example
1868 #define foo (4 + foo)
1869 @end example
1871 @noindent
1872 where @samp{foo} is also a variable in your program.
1874 Following the ordinary rules, each reference to @samp{foo} will expand
1875 into @samp{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into
1876 @samp{(4 + (4 + foo))}; and so on until it causes a fatal error (memory
1877 full) in the preprocessor.
1879 However, the special rule about self-reference cuts this process short
1880 after one step, at @samp{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition
1881 has the possibly useful effect of causing the program to add 4 to the
1882 value of @samp{foo} wherever @samp{foo} is referred to.
1884 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
1885 person reading the program who sees that @samp{foo} is a variable will
1886 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
1887 identifier @samp{foo} in the program and think its value should be that
1888 of the variable @samp{foo}, whereas in fact the value is four greater.
1890 The special rule for self-reference applies also to @dfn{indirect}
1891 self-reference.  This is the case where a macro @var{x} expands to use a
1892 macro @samp{y}, and the expansion of @samp{y} refers to the macro
1893 @samp{x}.  The resulting reference to @samp{x} comes indirectly from the
1894 expansion of @samp{x}, so it is a self-reference and is not further
1895 expanded.  Thus, after
1897 @example
1898 #define x (4 + y)
1899 #define y (2 * x)
1900 @end example
1902 @noindent
1903 @samp{x} would expand into @samp{(4 + (2 * x))}.  Clear?
1905 Suppose @samp{y} is used elsewhere, not from the definition of @samp{x}.
1906 Then the use of @samp{x} in the expansion of @samp{y} is not a
1907 self-reference because @samp{x} is not ``in progress''.  So it does
1908 expand.  However, the expansion of @samp{x} contains a reference to
1909 @samp{y}, and that is an indirect self-reference now because @samp{y} is
1910 ``in progress''.  The result is that @samp{y} expands to @samp{(2 * (4 +
1911 y))}.
1913 This behavior is specified by the ISO C standard, so you may need to
1914 understand it.
1916 @node Argument Prescan, Cascaded Macros, Self-Reference, Macro Pitfalls
1917 @subsubsection Separate Expansion of Macro Arguments
1918 @cindex expansion of arguments
1919 @cindex macro argument expansion
1920 @cindex prescan of macro arguments
1922 We have explained that the expansion of a macro, including the substituted
1923 arguments, is re-scanned for macro calls to be expanded.
1925 What really happens is more subtle: first each argument is scanned
1926 separately for macro calls.  Then the resulting tokens are substituted
1927 into the macro body to produce the macro expansion, and the macro
1928 expansion is scanned again for macros to expand.
1930 The result is that the arguments are scanned @emph{twice} to expand
1931 macro calls in them.
1933 Most of the time, this has no effect.  If the argument contained any
1934 macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
1935 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change
1936 it.  If the argument were substituted as given, with no prescan, the
1937 single remaining scan would find the same macro calls and produce the
1938 same results.
1940 You might expect the double scan to change the results when a
1941 self-referential macro is used in an argument of another macro
1942 (@pxref{Self-Reference}): the self-referential macro would be expanded
1943 once in the first scan, and a second time in the second scan.  However,
1944 this is not what happens.  The self-references that do not expand in the
1945 first scan are marked so that they will not expand in the second scan
1946 either.
1948 The prescan is not done when an argument is stringified or concatenated.
1949 Thus,
1951 @example
1952 #define str(s) #s
1953 #define foo 4
1954 str (foo)
1955 @end example
1957 @noindent
1958 expands to @samp{"foo"}.  Once more, prescan has been prevented from
1959 having any noticeable effect.
1961 More precisely, stringification and concatenation use the argument
1962 tokens as given without initially scanning for macros.  The same
1963 argument would be used in expanded form if it is substituted elsewhere
1964 without stringification or concatenation.
1966 @example
1967 #define str(s) #s lose(s)
1968 #define foo 4
1969 str (foo)
1970 @end example
1972 expands to @samp{"foo" lose(4)}.
1974 You might now ask, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
1975 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
1976 that the prescan does make a difference in three special cases:
1978 @itemize @bullet
1979 @item
1980 Nested calls to a macro.
1982 @item
1983 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
1985 @item
1986 Macros whose expansions contain unshielded commas.
1987 @end itemize
1989 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's argument
1990 contains a call to that very macro.  For example, if @samp{f} is a macro
1991 that expects one argument, @samp{f (f (1))} is a nested pair of calls to
1992 @samp{f}.  The desired expansion is made by expanding @samp{f (1)} and
1993 substituting that into the definition of @samp{f}.  The prescan causes
1994 the expected result to happen.  Without the prescan, @samp{f (1)} itself
1995 would be substituted as an argument, and the inner use of @samp{f} would
1996 appear during the main scan as an indirect self-reference and would not
1997 be expanded.  Here, the prescan cancels an undesirable side effect (in
1998 the medical, not computational, sense of the term) of the special rule
1999 for self-referential macros.
2001 Prescan causes trouble in certain other cases of nested macro calls.
2002 Here is an example:
2004 @example
2005 #define foo  a,b
2006 #define bar(x) lose(x)
2007 #define lose(x) (1 + (x))
2009 bar(foo)
2010 @end example
2012 @noindent
2013 We would like @samp{bar(foo)} to turn into @samp{(1 + (foo))}, which
2014 would then turn into @samp{(1 + (a,b))}.  Instead, @samp{bar(foo)}
2015 expands into @samp{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
2016 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
2017 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
2018 arithmetic operations:
2020 @example
2021 #define foo (a,b)
2022 #define bar(x) lose((x))
2023 @end example
2025 The problem is more serious when the operands of the macro are not
2026 expressions; for example, when they are statements.  Then parentheses
2027 are unacceptable because they would make for invalid C code:
2029 @example
2030 #define foo @{ int a, b; @dots{} @}
2031 @end example
2033 @noindent
2034 In GNU C you can shield the commas using the @samp{(@{@dots{}@})}
2035 construct which turns a compound statement into an expression:
2037 @example
2038 #define foo (@{ int a, b; @dots{} @})
2039 @end example
2041 Or you can rewrite the macro definition to avoid such commas:
2043 @example
2044 #define foo @{ int a; int b; @dots{} @}
2045 @end example
2047 There is also one case where prescan is useful.  It is possible to use
2048 prescan to expand an argument and then stringify it --- if you use two
2049 levels of macros.  Let's add a new macro @samp{xstr} to the example
2050 shown above:
2052 @example
2053 #define xstr(s) str(s)
2054 #define str(s) #s
2055 #define foo 4
2056 xstr (foo)
2057 @end example
2059 This expands into @samp{"4"}, not @samp{"foo"}.  The reason for the
2060 difference is that the argument of @samp{xstr} is expanded at prescan
2061 (because @samp{xstr} does not specify stringification or concatenation
2062 of the argument).  The result of prescan then forms the argument for
2063 @samp{str}.  @samp{str} uses its argument without prescan because it
2064 performs stringification; but it cannot prevent or undo the prescanning
2065 already done by @samp{xstr}.
2067 @node Cascaded Macros, Newlines in Args, Argument Prescan, Macro Pitfalls
2068 @subsubsection Cascaded Use of Macros
2070 @cindex cascaded macros
2071 @cindex macro body uses macro
2072 A @dfn{cascade} of macros is when one macro's body contains a reference
2073 to another macro.  This is very common practice.  For example,
2075 @example
2076 #define BUFSIZE 1020
2077 #define TABLESIZE BUFSIZE
2078 @end example
2080 This is not at all the same as defining @samp{TABLESIZE} to be
2081 @samp{1020}.  The @samp{#define} for @samp{TABLESIZE} uses exactly the
2082 body you specify --- in this case, @samp{BUFSIZE} --- and does not check
2083 to see whether it too is the name of a macro.
2085 It's only when you @emph{use} @samp{TABLESIZE} that the result of its
2086 expansion is checked for more macro names.
2088 This makes a difference if you change the definition of @samp{BUFSIZE}
2089 at some point in the source file.  @samp{TABLESIZE}, defined as shown,
2090 will always expand using the definition of @samp{BUFSIZE} that is
2091 currently in effect:
2093 @example
2094 #define BUFSIZE 1020
2095 #define TABLESIZE BUFSIZE
2096 #undef BUFSIZE
2097 #define BUFSIZE 37
2098 @end example
2100 @noindent
2101 Now @samp{TABLESIZE} expands (in two stages) to @samp{37}.  (The
2102 @samp{#undef} is to prevent any warning about the nontrivial
2103 redefinition of @code{BUFSIZE}.)
2105 @node Newlines in Args,, Cascaded Macros, Macro Pitfalls
2106 @subsection Newlines in Macro Arguments
2107 @cindex newlines in macro arguments
2109 The invocation of a function-like macro can extend over many logical
2110 lines.  The ISO C standard requires that newlines within a macro
2111 invocation be treated as ordinary whitespace.  This means that when the
2112 expansion of a function-like macro replaces its invocation, it appears
2113 on the same line as the macro name did.  Thus line numbers emitted by
2114 the compiler or debugger refer to the line the invocation started on,
2115 which might be different to the line containing the argument causing the
2116 problem.
2118 Here is an example illustrating this:
2120 @example
2121 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
2123 ignore_second_arg (foo (),
2124                    ignored (),
2125                    syntax error);
2126 @end example
2128 @noindent
2129 The syntax error triggered by the tokens @samp{syntax error} results in
2130 an error message citing line three --- the line of ignore_second_arg ---
2131 even though the problematic code comes from line five.
2133 @node Conditionals, Assertions, Macros, Top
2134 @section Conditionals
2136 @cindex conditionals
2137 In a macro processor, a @dfn{conditional} is a directive that allows a
2138 part of the program to be ignored during compilation, on some
2139 conditions.  In the C preprocessor, a conditional can test either an
2140 arithmetic expression or whether a name is defined as a macro.
2142 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @samp{if}
2143 statement in C, but it is important to understand the difference between
2144 them.  The condition in an @samp{if} statement is tested during the
2145 execution of your program.  Its purpose is to allow your program to
2146 behave differently from run to run, depending on the data it is
2147 operating on.  The condition in a preprocessing conditional directive is
2148 tested when your program is compiled.  Its purpose is to allow different
2149 code to be included in the program depending on the situation at the
2150 time of compilation.
2152 @menu
2153 * Uses: Conditional Uses.       What conditionals are for.
2154 * Syntax: Conditional Syntax.   How conditionals are written.
2155 * Deletion: Deleted Code.       Making code into a comment.
2156 * Macros: Conditionals-Macros.  Why conditionals are used with macros.
2157 * Errors: #error Directive.     Detecting inconsistent compilation parameters.
2158 @end menu
2160 @node Conditional Uses
2161 @subsection Why Conditionals are Used
2163 Generally there are three kinds of reason to use a conditional.
2165 @itemize @bullet
2166 @item
2167 A program may need to use different code depending on the machine or
2168 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
2169 operating system may be erroneous on another operating system; for
2170 example, it might refer to library routines that do not exist on the
2171 other system.  When this happens, it is not enough to avoid executing
2172 the invalid code: merely having it in the program makes it impossible to
2173 link the program and run it.  With a preprocessing conditional, the
2174 offending code can be effectively excised from the program when it is
2175 not valid.
2177 @item
2178 You may want to be able to compile the same source file into two
2179 different programs.  Sometimes the difference between the programs is
2180 that one makes frequent time-consuming consistency checks on its
2181 intermediate data, or prints the values of those data for debugging,
2182 while the other does not.
2184 @item
2185 A conditional whose condition is always false is a good way to exclude
2186 code from the program but keep it as a sort of comment for future
2187 reference.
2188 @end itemize
2190 Most simple programs that are intended to run on only one machine will
2191 not need to use preprocessing conditionals.
2193 @node Conditional Syntax
2194 @subsection Syntax of Conditionals
2196 @findex #if
2197 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
2198 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
2199 @xref{Conditionals-Macros}, for information on @samp{#ifdef} and
2200 @samp{#ifndef}; only @samp{#if} is explained here.
2202 @menu
2203 * If: #if Directive.     Basic conditionals using @samp{#if} and @samp{#endif}.
2204 * Else: #else Directive. Including some text if the condition fails.
2205 * Elif: #elif Directive. Testing several alternative possibilities.
2206 @end menu
2208 @node #if Directive
2209 @subsubsection The @samp{#if} Directive
2211 The @samp{#if} directive in its simplest form consists of
2213 @example
2214 #if @var{expression}
2215 @var{controlled text}
2216 #endif /* @var{expression} */
2217 @end example
2219 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a
2220 good practice because it helps people match the @samp{#endif} to the
2221 corresponding @samp{#if}.  Such comments should always be used, except
2222 in short conditionals that are not nested.  In fact, you can put
2223 anything at all after the @samp{#endif} and it will be ignored by the
2224 GNU C preprocessor, but only comments are acceptable in ISO Standard C@.
2226 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
2227 restrictions.  It may contain
2229 @itemize @bullet
2230 @item
2231 Integer constants, which are all regarded as @code{long} or
2232 @code{unsigned long}.
2234 @item
2235 Character constants, which are interpreted according to the character
2236 set and conventions of the machine and operating system on which the
2237 preprocessor is running.  The GNU C preprocessor uses the C data type
2238 @samp{char} for these character constants; therefore, whether some
2239 character codes are negative is determined by the C compiler used to
2240 compile the preprocessor.  If it treats @samp{char} as signed, then
2241 character codes large enough to set the sign bit will be considered
2242 negative; otherwise, no character code is considered negative.
2244 @item
2245 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
2246 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
2247 operations (@samp{&&} and @samp{||}).  The latter two obey the usual
2248 short-circuiting rules of standard C.
2250 @item
2251 Identifiers that are not macros, which are all treated as zero(!).
2253 @item
2254 Macro calls.  All macro calls in the expression are expanded before
2255 actual computation of the expression's value begins.
2256 @end itemize
2258 Note that @samp{sizeof} operators and @code{enum}-type values are not
2259 allowed.  @code{enum}-type values, like all other identifiers that are
2260 not taken as macro calls and expanded, are treated as zero.
2262 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
2263 preprocessing directives.  Then the directives inside the conditional
2264 are obeyed only if that branch of the conditional succeeds.  The text
2265 can also contain other conditional groups.  However, the @samp{#if} and
2266 @samp{#endif} directives must balance.
2268 @node #else Directive
2269 @subsubsection The @samp{#else} Directive
2271 @findex #else
2272 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2273 alternative text to be used if the condition is false.  This is what
2274 it looks like:
2276 @example
2277 #if @var{expression}
2278 @var{text-if-true}
2279 #else /* Not @var{expression} */
2280 @var{text-if-false}
2281 #endif /* Not @var{expression} */
2282 @end example
2284 If @var{expression} is nonzero, and thus the @var{text-if-true} is 
2285 active, then @samp{#else} acts like a failing conditional and the
2286 @var{text-if-false} is ignored.  Conversely, if the @samp{#if}
2287 conditional fails, the @var{text-if-false} is considered included.
2289 @node #elif Directive
2290 @subsubsection The @samp{#elif} Directive
2292 @findex #elif
2293 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2294 possible alternatives.  For example, you might have
2296 @example
2297 #if X == 1
2298 @dots{}
2299 #else /* X != 1 */
2300 #if X == 2
2301 @dots{}
2302 #else /* X != 2 */
2303 @dots{}
2304 #endif /* X != 2 */
2305 #endif /* X != 1 */
2306 @end example
2308 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be
2309 abbreviated as follows:
2311 @example
2312 #if X == 1
2313 @dots{}
2314 #elif X == 2
2315 @dots{}
2316 #else /* X != 2 and X != 1*/
2317 @dots{}
2318 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2319 @end example
2321 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2322 middle of a @samp{#if}-@samp{#endif} pair and subdivides it; it does not
2323 require a matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the
2324 @samp{#elif} directive includes an expression to be tested.
2326 The text following the @samp{#elif} is processed only if the original
2327 @samp{#if}-condition failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2328 More than one @samp{#elif} can go in the same @samp{#if}-@samp{#endif}
2329 group.  Then the text after each @samp{#elif} is processed only if the
2330 @samp{#elif} condition succeeds after the original @samp{#if} and any
2331 previous @samp{#elif} directives within it have failed.  @samp{#else} is
2332 equivalent to @samp{#elif 1}, and @samp{#else} is allowed after any
2333 number of @samp{#elif} directives, but @samp{#elif} may not follow
2334 @samp{#else}.
2336 @node Deleted Code
2337 @subsection Keeping Deleted Code for Future Reference
2338 @cindex commenting out code
2340 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2341 code around as a comment for future reference, the easy way to do this
2342 is to put @samp{#if 0} before it and @samp{#endif} after it.  This is
2343 better than using comment delimiters @samp{/*} and @samp{*/} since those
2344 won't work if the code already contains comments (C comments do not
2345 nest).
2347 This works even if the code being turned off contains conditionals, but
2348 they must be entire conditionals (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2350 Conversely, do not use @samp{#if 0} for comments which are not C code.
2351 Use the comment delimiters @samp{/*} and @samp{*/} instead.  The
2352 interior of @samp{#if 0} must consist of complete tokens; in particular,
2353 single-quote characters must balance.  Comments often contain unbalanced
2354 single-quote characters (known in English as apostrophes).  These
2355 confuse @samp{#if 0}.  They do not confuse @samp{/*}.
2357 @node Conditionals-Macros
2358 @subsection Conditionals and Macros
2360 Conditionals are useful in connection with macros or assertions, because
2361 those are the only ways that an expression's value can vary from one
2362 compilation to another.  A @samp{#if} directive whose expression uses no
2363 macros or assertions is equivalent to @samp{#if 1} or @samp{#if 0}; you
2364 might as well determine which one, by computing the value of the
2365 expression yourself, and then simplify the program.
2367 For example, here is a conditional that tests the expression
2368 @samp{BUFSIZE == 1020}, where @samp{BUFSIZE} must be a macro.
2370 @example
2371 #if BUFSIZE == 1020
2372   printf ("Large buffers!\n");
2373 #endif /* BUFSIZE is large */
2374 @end example
2376 (Programmers often wish they could test the size of a variable or data
2377 type in @samp{#if}, but this does not work.  The preprocessor does not
2378 understand @code{sizeof}, or typedef names, or even the type keywords
2379 such as @code{int}.)
2381 @findex defined
2382 The special operator @samp{defined} is used in @samp{#if} and
2383 @samp{#elif} expressions to test whether a certain name is defined as a
2384 macro.  Either @samp{defined @var{name}} or @samp{defined (@var{name})}
2385 is an expression whose value is 1 if @var{name} is defined as macro at
2386 the current point in the program, and 0 otherwise.  To the
2387 @samp{defined} operator it makes no difference what the definition of
2388 the macro is; all that matters is whether there is a definition.  Thus,
2389 for example,@refill
2391 @example
2392 #if defined (vax) || defined (ns16000)
2393 @end example
2395 @noindent
2396 would succeed if either of the names @samp{vax} and @samp{ns16000} is
2397 defined as a macro.  You can test the same condition using assertions
2398 (@pxref{Assertions}), like this:
2400 @example
2401 #if #cpu (vax) || #cpu (ns16000)
2402 @end example
2404 If a macro is defined and later undefined with @samp{#undef}, subsequent
2405 use of the @samp{defined} operator returns 0, because the name is no
2406 longer defined.  If the macro is defined again with another
2407 @samp{#define}, @samp{defined} will recommence returning 1.
2409 If the @samp{defined} operator appears as a result of a macro expansion,
2410 the C standard says the behavior is undefined.  GNU cpp treats it as a
2411 genuine @samp{defined} operator and evaluates it normally.  It will warn
2412 wherever your code uses this feature if you use the command-line option
2413 @samp{-pedantic}, since other compilers may handle it differently.
2415 @findex #ifdef
2416 @findex #ifndef
2417 Conditionals that test whether a single macro is defined are very common,
2418 so there are two special short conditional directives for this case.
2420 @table @code
2421 @item #ifdef @var{name}
2422 is equivalent to @samp{#if defined (@var{name})}.
2424 @item #ifndef @var{name}
2425 is equivalent to @samp{#if ! defined (@var{name})}.
2426 @end table
2428 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2430 @itemize @bullet
2431 @item
2432 Some macros are predefined on each kind of machine.  For example, on a
2433 Vax, the name @samp{vax} is a predefined macro.  On other machines, it
2434 would not be defined.
2436 @item
2437 Many more macros are defined by system header files.  Different systems
2438 and machines define different macros, or give them different values.  It
2439 is useful to test these macros with conditionals to avoid using a system
2440 feature on a machine where it is not implemented.
2442 @item
2443 Macros are a common way of allowing users to customize a program for
2444 different machines or applications.  For example, the macro
2445 @samp{BUFSIZE} might be defined in a configuration file for your program
2446 that is included as a header file in each source file.  You would use
2447 @samp{BUFSIZE} in a preprocessing conditional in order to generate
2448 different code depending on the chosen configuration.
2450 @item
2451 Macros can be defined or undefined with @samp{-D} and @samp{-U} command
2452 options when you compile the program.  You can arrange to compile the
2453 same source file into two different programs by choosing a macro name to
2454 specify which program you want, writing conditionals to test whether or
2455 how this macro is defined, and then controlling the state of the macro
2456 with compiler command options.  @xref{Invocation}.
2457 @end itemize
2459 @ifinfo
2460 Assertions are usually predefined, but can be defined with preprocessor
2461 directives or command-line options.
2462 @end ifinfo
2464 @node #error Directive
2465 @subsection The @samp{#error} and @samp{#warning} Directives
2467 @findex #error
2468 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2469 error.  The tokens forming the rest of the line following @samp{#error}
2470 are used as the error message, and not macro-expanded.  Internal
2471 whitespace sequences are each replaced with a single space.  The line
2472 must consist of complete tokens.
2474 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
2475 combination of parameters which you know the program does not properly
2476 support.  For example, if you know that the program will not run
2477 properly on a Vax, you might write
2479 @smallexample
2480 @group
2481 #ifdef __vax__
2482 #error "Won't work on Vaxen.  See comments at get_last_object."
2483 #endif
2484 @end group
2485 @end smallexample
2487 @noindent
2488 @xref{Nonstandard Predefined}, for why this works.
2490 If you have several configuration parameters that must be set up by
2491 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
2492 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
2494 @smallexample
2495 #if HASH_TABLE_SIZE % 2 == 0 || HASH_TABLE_SIZE % 3 == 0 \
2496     || HASH_TABLE_SIZE % 5 == 0
2497 #error HASH_TABLE_SIZE should not be divisible by a small prime
2498 #endif
2499 @end smallexample
2501 @findex #warning
2502 The directive @samp{#warning} is like the directive @samp{#error}, but
2503 causes the preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.
2504 The tokens following @samp{#warning} are used as the warning message,
2505 and not macro-expanded.
2507 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
2508 directing the user to the header file which should be used instead.
2510 @node Assertions, Line Control, Conditionals, Top
2511 @section Assertions
2512 @cindex assertions
2513 @dfn{Assertions} are a more systematic alternative to macros in writing
2514 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
2515 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
2516 define them with preprocessing directives or command-line options.
2518 @cindex predicates
2519 The macros traditionally used to describe the type of target are not
2520 classified in any way according to which question they answer; they may
2521 indicate a hardware architecture, a particular hardware model, an
2522 operating system, a particular version of an operating system, or
2523 specific configuration options.  These are jumbled together in a single
2524 namespace.  In contrast, each assertion consists of a named question and
2525 an answer.  The question is usually called the @dfn{predicate}.  An
2526 assertion looks like this:
2528 @example
2529 #@var{predicate} (@var{answer})
2530 @end example
2532 @noindent
2533 You must use a properly formed identifier for @var{predicate}.  The
2534 value of @var{answer} can be any sequence of words; all characters are
2535 significant except for leading and trailing whitespace, and differences
2536 in internal whitespace sequences are ignored.  (This is similar to the
2537 rules governing macro redefinition.)  Thus, @samp{x + y} is different
2538 from @samp{x+y} but equivalent to @samp{ x + y }.  @samp{)} is not
2539 allowed in an answer.
2541 @cindex testing predicates
2542 Here is a conditional to test whether the answer @var{answer} is asserted
2543 for the predicate @var{predicate}:
2545 @example
2546 #if #@var{predicate} (@var{answer})
2547 @end example
2549 @noindent
2550 There may be more than one answer asserted for a given predicate.  If
2551 you omit the answer, you can test whether @emph{any} answer is asserted
2552 for @var{predicate}:
2554 @example
2555 #if #@var{predicate}
2556 @end example
2558 @findex #system
2559 @findex #machine
2560 @findex #cpu
2561 Most of the time, the assertions you test will be predefined assertions.
2562 GNU C provides three predefined predicates: @code{system}, @code{cpu},
2563 and @code{machine}.  @code{system} is for assertions about the type of
2564 software, @code{cpu} describes the type of computer architecture, and
2565 @code{machine} gives more information about the computer.  For example,
2566 on a GNU system, the following assertions would be true:
2568 @example
2569 #system (gnu)
2570 #system (mach)
2571 #system (mach 3)
2572 #system (mach 3.@var{subversion})
2573 #system (hurd)
2574 #system (hurd @var{version})
2575 @end example
2577 @noindent
2578 and perhaps others.  The alternatives with
2579 more or less version information let you ask more or less detailed
2580 questions about the type of system software.
2582 On a Unix system, you would find @code{#system (unix)} and perhaps one of:
2583 @code{#system (aix)}, @code{#system (bsd)}, @code{#system (hpux)},
2584 @code{#system (lynx)}, @code{#system (mach)}, @code{#system (posix)},
2585 @code{#system (svr3)}, @code{#system (svr4)}, or @code{#system (xpg4)}
2586 with possible version numbers following.
2588 Other values for @code{system} are @code{#system (mvs)}
2589 and @code{#system (vms)}.
2591 @strong{Portability note:} Many Unix C compilers provide only one answer
2592 for the @code{system} assertion: @code{#system (unix)}, if they support
2593 assertions at all.  This is less than useful.
2595 An assertion with a multi-word answer is completely different from several
2596 assertions with individual single-word answers.  For example, the presence
2597 of @code{system (mach 3.0)} does not mean that @code{system (3.0)} is true.
2598 It also does not directly imply @code{system (mach)}, but in GNU C, that
2599 last will normally be asserted as well.
2601 The current list of possible assertion values for @code{cpu} is:
2602 @code{#cpu (a29k)}, @code{#cpu (alpha)}, @code{#cpu (arm)}, @code{#cpu
2603 (clipper)}, @code{#cpu (convex)}, @code{#cpu (elxsi)}, @code{#cpu
2604 (tron)}, @code{#cpu (h8300)}, @code{#cpu (i370)}, @code{#cpu (i386)},
2605 @code{#cpu (i860)}, @code{#cpu (i960)}, @code{#cpu (m68k)}, @code{#cpu
2606 (m88k)}, @code{#cpu (mips)}, @code{#cpu (ns32k)}, @code{#cpu (hppa)},
2607 @code{#cpu (pyr)}, @code{#cpu (ibm032)}, @code{#cpu (rs6000)},
2608 @code{#cpu (sh)}, @code{#cpu (sparc)}, @code{#cpu (spur)}, @code{#cpu
2609 (tahoe)}, @code{#cpu (vax)}, @code{#cpu (we32000)}.
2611 @findex #assert
2612 You can create assertions within a C program using @samp{#assert}, like
2613 this:
2615 @example
2616 #assert @var{predicate} (@var{answer})
2617 @end example
2619 @noindent
2620 (Note the absence of a @samp{#} before @var{predicate}.)
2622 @cindex unassert
2623 @cindex assertions, undoing
2624 @cindex retracting assertions
2625 @findex #unassert
2626 Each time you do this, you assert a new true answer for @var{predicate}.
2627 Asserting one answer does not invalidate previously asserted answers;
2628 they all remain true.  The only way to remove an answer is with
2629 @samp{#unassert}.  @samp{#unassert} has the same syntax as
2630 @samp{#assert}.  You can also remove all answers to a @var{predicate}
2631 like this:
2633 @example
2634 #unassert @var{predicate}
2635 @end example
2637 You can also add or cancel assertions using command options
2638 when you run @code{gcc} or @code{cpp}.  @xref{Invocation}.
2640 @node Line Control, Other Directives, Assertions, Top
2641 @section Combining Source Files
2643 @cindex line control
2644 One of the jobs of the C preprocessor is to inform the C compiler of where
2645 each line of C code came from: which source file and which line number.
2647 C code can come from multiple source files if you use @samp{#include};
2648 both @samp{#include} and the use of conditionals and macros can cause
2649 the line number of a line in the preprocessor output to be different
2650 from the line's number in the original source file.  You will appreciate
2651 the value of making both the C compiler (in error messages) and symbolic
2652 debuggers such as GDB use the line numbers in your source file.
2654 The C preprocessor builds on this feature by offering a directive by
2655 which you can control the feature explicitly.  This is useful when a
2656 file for input to the C preprocessor is the output from another program
2657 such as the @code{bison} parser generator, which operates on another
2658 file that is the true source file.  Parts of the output from
2659 @code{bison} are generated from scratch, other parts come from a
2660 standard parser file.  The rest are copied nearly verbatim from the
2661 source file, but their line numbers in the @code{bison} output are not
2662 the same as their original line numbers.  Naturally you would like
2663 compiler error messages and symbolic debuggers to know the original
2664 source file and line number of each line in the @code{bison} input.
2666 @findex #line
2667 @code{bison} arranges this by writing @samp{#line} directives into the output
2668 file.  @samp{#line} is a directive that specifies the original line number
2669 and source file name for subsequent input in the current preprocessor input
2670 file.  @samp{#line} has three variants:
2672 @table @code
2673 @item #line @var{linenum}
2674 Here @var{linenum} is a decimal integer constant.  This specifies that
2675 the line number of the following line of input, in its original source file,
2676 was @var{linenum}.
2678 @item #line @var{linenum} @var{filename}
2679 Here @var{linenum} is a decimal integer constant and @var{filename} is a
2680 string constant.  This specifies that the following line of input came
2681 originally from source file @var{filename} and its line number there was
2682 @var{linenum}.  Keep in mind that @var{filename} is not just a file
2683 name; it is surrounded by double-quote characters so that it looks like
2684 a string constant.
2686 @item #line @var{anything else}
2687 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
2688 The result should be a decimal integer constant followed optionally
2689 by a string constant, as described above.
2690 @end table
2692 @samp{#line} directives alter the results of the @samp{__FILE__} and
2693 @samp{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
2694 Predefined}.
2696 The output of the preprocessor (which is the input for the rest of the
2697 compiler) contains directives that look much like @samp{#line}
2698 directives.  They start with just @samp{#} instead of @samp{#line}, but
2699 this is followed by a line number and file name as in @samp{#line}.
2700 @xref{Output}.
2702 @node Other Directives, Output, Line Control, Top
2703 @section Miscellaneous Preprocessing Directives
2705 This section describes some additional, rarely used, preprocessing
2706 directives.
2708 @findex #pragma
2709 @findex #pragma GCC
2711 The ISO standard specifies that the effect of the @samp{#pragma}
2712 directive is implementation-defined.  The GNU C preprocessor recognizes
2713 some pragmas, and passes unrecognized ones through to the preprocessor
2714 output, so they are available to the compilation pass.
2716 In line with the C99 standard, which introduces a STDC namespace for C99
2717 pragmas, the preprocessor introduces a GCC namespace for GCC pragmas.
2718 Supported GCC preprocessor pragmas are of the form @samp{#pragma GCC
2719 ...}.  For backwards compatibility previously supported pragmas are also
2720 recognized without the @samp{GCC} prefix, however that use is
2721 deprecated.  Pragmas that are already deprecated are not recognized with
2722 a @samp{GCC} prefix.
2724 @findex #pragma GCC dependency
2725 The @samp{#pragma GCC dependency} allows you to check the relative dates
2726 of the current file and another file. If the other file is more recent
2727 than the current file, a warning is issued. This is useful if the
2728 include file is derived from the other file, and should be regenerated.
2729 The other file is searched for using the normal include search path.
2730 Optional trailing text can be used to give more information in the
2731 warning message.
2733 @smallexample
2734 #pragma GCC dependency "parse.y"
2735 #pragma GCC dependency "/usr/include/time.h" rerun /path/to/fixincludes
2736 @end smallexample
2738 @findex _Pragma
2739 The C99 standard also introduces the @samp{_Pragma} operator.  The
2740 syntax is @code{_Pragma (string-literal)}, where @samp{string-literal}
2741 can be either a normal or wide-character string literal.  It is
2742 destringized, by replacing all @samp{\\} with a single @samp{\} and all
2743 @samp{\"} with a @samp{"}.  The result is then processed as if it had
2744 appeared as the right hand side of a @samp{#pragma} directive.  For
2745 example,
2747 @smallexample
2748 _Pragma ("GCC dependency \"parse.y\"")
2749 @end smallexample
2751 @noindent has the same effect as @samp{#pragma GCC dependency
2752 "parse.y"}.  The same effect could be achieved using macros, for example
2754 @smallexample
2755 #define DO_PRAGMA(x) _Pragma (#x)
2756 DO_PRAGMA (GCC dependency "parse.y")
2757 @end smallexample
2759 The standard is unclear on where a @samp{_Pragma} operator can appear.
2760 The preprocessor accepts it even within a preprocessing conditional
2761 directive like @samp{#if}.  To be safe, you are probably best keeping it
2762 out of directives other than @samp{#define}, and putting it on a line of
2763 its own.
2765 @findex #ident
2766 The @samp{#ident} directive is supported for compatibility with certain
2767 other systems.  It is followed by a line of text.  On some systems, the
2768 text is copied into a special place in the object file; on most systems,
2769 the text is ignored and this directive has no effect.  Typically
2770 @samp{#ident} is only used in header files supplied with those systems
2771 where it is meaningful.
2773 @cindex null directive
2774 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a newline,
2775 with only whitespace (including comments) in between.  A null directive
2776 is understood as a preprocessing directive but has no effect on the
2777 preprocessor output.  The primary significance of the existence of the
2778 null directive is that an input line consisting of just a @samp{#} will
2779 produce no output, rather than a line of output containing just a
2780 @samp{#}.  Supposedly some old C programs contain such lines.
2782 @node Output, Implementation, Other Directives, Top
2783 @section C Preprocessor Output
2785 @cindex output format
2786 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
2787 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank
2788 lines and all comments with spaces.
2790 The ISO standard specifies that it is implementation defined whether a
2791 preprocessor preserves whitespace between tokens, or replaces it with
2792 e.g. a single space.  In the GNU C preprocessor, whitespace between
2793 tokens is collapsed to become a single space, with the exception that
2794 the first token on a non-directive line is preceded with sufficient
2795 spaces that it appears in the same column in the preprocessed output
2796 that it appeared in in the original source file.  This is so the output
2797 is easy to read.  @xref{Unreliable Features}.
2799 Source file name and line number information is conveyed by lines
2800 of the form
2802 @example
2803 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
2804 @end example
2806 @noindent
2807 which are inserted as needed into the output (but never within a string
2808 or character constant), and in place of long sequences of empty lines.
2809 Such a line means that the following line originated in file
2810 @var{filename} at line @var{linenum}.
2812 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
2813 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces
2814 separate them.  Here is what the flags mean:
2816 @table @samp
2817 @item 1
2818 This indicates the start of a new file.
2819 @item 2
2820 This indicates returning to a file (after having included another file).
2821 @item 3
2822 This indicates that the following text comes from a system header file,
2823 so certain warnings should be suppressed.
2824 @item 4
2825 This indicates that the following text should be treated as C@.
2826 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
2827 @end table
2829 @node Implementation, Unreliable Features, Output, Top
2830 @section Implementation-defined Behavior and Implementation Limits
2831 @cindex implementation limits
2832 @cindex implementation-defined behavior
2834 The ISO C standard mandates that implementations document various
2835 aspects of preprocessor behavior.  You should try to avoid undue
2836 reliance on behaviour described here, as it is possible that it will
2837 change subtly in future implementations.
2839 @itemize @bullet
2841 @item The mapping of physical source file multi-byte characters to the
2842 execution character set.
2844 Currently, GNU cpp only supports character sets that are strict supersets
2845 of ASCII, and performs no translation of characters.
2847 @item Non-empty sequences of whitespace characters.
2849 Each whitespace sequence is not preserved, but collapsed to a single
2850 space.  For aesthetic reasons, the first token on each non-directive
2851 line of output is preceded with sufficient spaces that it appears in the
2852 same column as it did in the original source file.
2854 @item The numeric value of character constants in preprocessor expressions.
2856 The preprocessor interprets character constants in preprocessing
2857 directives on the host machine.  Expressions outside preprocessing
2858 directives are compiled to be interpreted on the target machine.  In the
2859 normal case of a native compiler, these two environments are the same
2860 and so character constants will be evaluated identically in both cases.
2861 However, in the case of a cross compiler, the values may be different.
2863 Multi-character character constants are interpreted a character at a
2864 time, shifting the previous result left by the number of bits per
2865 character on the host, and adding the new character.  For example, 'ab'
2866 on an 8-bit host would be interpreted as 'a' * 256 + 'b'.  If there are
2867 more characters in the constant than can fit in the widest native
2868 integer type on the host, usually a @samp{long}, the behavior is
2869 undefined.
2871 Evaluation of wide character constants is not properly implemented yet.
2873 @item Source file inclusion.
2875 For a discussion on how the preprocessor locates header files,
2876 @pxref{Include Operation}.
2878 @item Interpretation of the filename resulting from a macro-expanded
2879 @samp{#include} directive.
2881 If the macro expands to a string literal, the @samp{#include} directive
2882 is processed as if the string had been specified directly.  Otherwise,
2883 the macro must expand to a token stream beginning with a @samp{<} token
2884 and including a @samp{>} token.  In this case, the tokens between the
2885 @samp{<} and the first @samp{>} are combined to form the filename to be
2886 included.  Any whitespace between tokens is reduced to a single space;
2887 then any space after the initial @samp{<} is retained, but a trailing
2888 space before the closing @samp{>} is ignored.
2890 In either case, if any excess tokens remain, an error occurs and the
2891 directive is not processed.
2893 @item Treatment of a @samp{#pragma} directive that after macro-expansion
2894 results in a standard pragma.
2896 The pragma is processed as if it were a normal standard pragma.
2898 @end itemize
2900 The following documents internal limits of GNU cpp.
2902 @itemize @bullet
2904 @item Nesting levels of @samp{#include} files.
2906 We impose an arbitrary limit of 200 levels, to avoid runaway recursion.
2907 The standard requires at least 15 levels.
2909 @item Nesting levels of conditional inclusion.
2911 The C standard mandates this be at least 63.  The GNU C preprocessor
2912 is limited only by available memory.
2914 @item Levels of parenthesised expressions within a full expression.
2916 The C standard requires this to be at least 63.  In preprocessor
2917 conditional expressions it is limited only by available memory.
2919 @item Significant initial characters in an identifier or macro name.
2921 The preprocessor treats all characters as significant.  The C standard
2922 requires only that the first 63 be significant.
2924 @item Number of macros simultaneously defined in a single translation unit.
2926 The standard requires at least 4095 be possible; GNU cpp is limited only
2927 by available memory.
2929 @item Number of parameters in a macro definition and arguments in a macro call.
2931 We allow USHRT_MAX, which is normally 65,535, and above the minimum of
2932 127 required by the standard.
2934 @item Number of characters on a logical source line.
2936 The C standard requires a minimum of 4096 be permitted.  GNU cpp places
2937 no limits on this, but you may get incorrect column numbers reported in
2938 diagnostics for lines longer than 65,535 characters.
2940 @end itemize
2942 @node Unreliable Features, Invocation, Implementation, Top
2943 @section Undefined Behavior and Deprecated Features
2944 @cindex undefined behavior
2945 @cindex deprecated features
2947 This section details GNU C preprocessor behavior that is subject to
2948 change or deprecated.  You are @emph{strongly advised} to write your
2949 software so it does not rely on anything described here; future versions
2950 of the preprocessor may subtly change such behavior or even remove the
2951 feature altogether.
2953 Preservation of the form of whitespace between tokens is unlikely to
2954 change from current behavior (@ref{Output}), but you are advised not
2955 to rely on it.
2957 The following are undocumented and subject to change:-
2959 @itemize @bullet
2961 @item Precedence of ## operators with respect to each other
2963 Whether a sequence of ## operators is evaluated left-to-right,
2964 right-to-left or indeed in a consistent direction at all is not
2965 specified.  An example of where this might matter is pasting the
2966 arguments @samp{1}, @samp{e} and @samp{-2}.  This would be fine for
2967 left-to-right pasting, but right-to-left pasting would produce an
2968 invalid token @samp{e-2}.  It is possible to guarantee precedence by
2969 suitable use of nested macros.
2971 @item Precedence of # operator with respect to the ## operator
2973 Which of these two operators is evaluated first is not specified.
2975 @end itemize
2977 The following features are in flux and should not be used in portable
2978 code:
2980 @itemize @bullet
2982 @item Optional argument when invoking rest argument macros
2984 As an extension, GCC permits you to omit the variable arguments entirely
2985 when you use a variable argument macro.  This works whether or not you
2986 give the variable argument a name.  For example, the two macro
2987 invocations in the example below expand to the same thing:
2989 @smallexample
2990 #define debug(format, ...) printf (format, __VA_ARGS__)
2991 debug("string");       /* Not permitted by C standard.  */
2992 debug("string",);      /* OK.  */
2993 @end smallexample
2995 This extension will be preserved, but the special behavior of @samp{##}
2996 in this context has changed in the past and may change again in the
2997 future.
2999 @item ## swallowing preceding text in rest argument macros
3001 Formerly, in a macro expansion, if @samp{##} appeared before a variable
3002 arguments parameter, and the set of tokens specified for that argument in
3003 the macro invocation was empty, previous versions of the GNU C
3004 preprocessor would back up and remove the preceding sequence of
3005 non-whitespace characters (@strong{not} the preceding token).  This
3006 extension is in direct conflict with the 1999 C standard and has been
3007 drastically pared back.
3009 In the current version of the preprocessor, if @samp{##} appears between
3010 a comma and a variable arguments parameter, and the variable argument is
3011 omitted entirely, the comma will be removed from the expansion.  If the
3012 variable argument is empty, or the token before @samp{##} is not a
3013 comma, then @samp{##} behaves as a normal token paste.  
3015 Portable code should avoid this extension at all costs.
3017 @end itemize
3019 The following features are deprecated and will likely be removed at some
3020 point in the future:-
3022 @itemize @bullet
3024 @item Attempting to paste two tokens which together do not form a valid
3025 preprocessing token
3027 The preprocessor currently warns about this and outputs the two tokens
3028 adjacently, which is probably the behavior the programmer intends.  It
3029 may not work in future, though.
3031 Most of the time, when you get this warning, you will find that @samp{##}
3032 is being used superstitiously, to guard against whitespace appearing
3033 between two tokens.  It is almost always safe to delete the @samp{##}.
3035 @findex #pragma once
3036 @item #pragma once
3038 This pragma was once used to tell the preprocessor that it need not
3039 include a file more than once.  It is now obsolete and should not be
3040 used at all.
3042 @item #pragma poison
3044 This pragma has been superseded by @samp{#pragma GCC poison}.
3045 @xref{Poisoning}.
3047 @item Multi-line string literals in directives
3049 The GNU C preprocessor currently allows newlines in string literals
3050 within a directive.  This is forbidden by the C standard and will
3051 eventually be removed.  (Multi-line string literals in open text are
3052 still supported.)
3054 @item Preprocessing things which are not C
3056 The C preprocessor is intended to be used only with C, C++, and
3057 Objective C source code.  In the past, it has been abused as a general
3058 text processor.  It will choke on input which is not lexically valid C;
3059 for example, apostrophes will be interpreted as the beginning of
3060 character constants, and cause errors.  Also, you cannot rely on it
3061 preserving characteristics of the input which are not significant to
3062 C-family languages.  For instance, if a Makefile is preprocessed, all
3063 the hard tabs will be lost, and the Makefile will not work.
3065 Having said that, you can often get away with using cpp on things which
3066 are not C.  Other Algol-ish programming languages are often safe
3067 (Pascal, Ada, ...)  and so is assembly, with caution. @samp{-traditional}
3068 mode is much more permissive, and can safely be used with e.g. Fortran.
3069 Many of the problems go away if you write C or C++ style comments
3070 instead of native language comments, and if you avoid elaborate macros.
3072 Wherever possible, you should use a preprocessor geared to the language
3073 you are writing in.  Modern versions of the GNU assembler have macro
3074 facilities.  Most high level programming languages have their own
3075 conditional compilation and inclusion mechanism.  If all else fails,
3076 try a true general text processor, such as @xref{Top, M4, , m4, GNU `m4'}.
3078 @end itemize
3080 @node Invocation, Concept Index, Unreliable Features, Top
3081 @section Invoking the C Preprocessor
3082 @cindex invocation of the preprocessor
3084 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
3085 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
3086 preprocessor is sometimes useful on its own.
3088 @ignore
3089 @c man begin SYNOPSIS
3090 cpp [@samp{-P}] [@samp{-C}] [@samp{-gcc}] [@samp{-traditional}]
3091     [@samp{-undef}] [@samp{-trigraphs}] [@samp{-pedantic}]
3092     [@samp{-W}@var{warn}...] [@samp{-I}@var{dir}...]
3093     [@samp{-D}@var{macro}[=@var{defn}]...] [@samp{-U}@var{macro}]
3094     [@samp{-A}@var{predicate}(@var{answer})]
3095     [@samp{-M}|@samp{-MM}|@samp{-MD}|@samp{-MMD} [@samp{-MG}]]
3096     [@samp{-x} @var{language}] [@samp{-std=}@var{standard}]
3097     @var{infile} @var{outfile}
3099 Only the most useful options are listed here; see below for the remainder.
3100 @c man end
3101 @c man begin SEEALSO
3102 gcc(1), as(1), ld(1), and the Info entries for @file{cpp}, @file{gcc}, and
3103 @file{binutils}.
3104 @c man end
3105 @end ignore
3107 @c man begin OPTIONS
3108 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
3109 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any
3110 other files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated
3111 by the combined input files is written in @var{outfile}.
3113 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @samp{-}, which as
3114 @var{infile} means to read from standard input and as @var{outfile}
3115 means to write to standard output.  Also, if either file is omitted, it
3116 means the same as if @samp{-} had been specified for that file.
3118 @cindex options
3119 Here is a table of command options accepted by the C preprocessor.
3120 These options can also be given when compiling a C program; they are
3121 passed along automatically to the preprocessor when it is invoked by the
3122 compiler.
3124 @table @samp
3125 @item -P
3126 @findex -P
3127 Inhibit generation of @samp{#}-lines with line-number information in the
3128 output from the preprocessor.  This might be useful when running the
3129 preprocessor on something that is not C code and will be sent to a
3130 program which might be confused by the @samp{#}-lines.  @xref{Output}.
3132 @item -C
3133 @findex -C
3134 Do not discard comments.  All comments are passed through to the output
3135 file, except for comments in processed directives, which are deleted
3136 along with the directive.  Comments appearing in the expansion list of a
3137 macro will be preserved, and appear in place wherever the macro is
3138 invoked.
3140 You should be prepared for side effects when using @samp{-C}; it causes
3141 the preprocessor to treat comments as tokens in their own right.  For
3142 example, macro redefinitions that were trivial when comments were
3143 replaced by a single space might become significant when comments are
3144 retained.  Also, comments appearing at the start of what would be a
3145 directive line have the effect of turning that line into an ordinary
3146 source line, since the first token on the line is no longer a @samp{#}.
3148 @item -traditional
3149 @findex -traditional
3150 Try to imitate the behavior of old-fashioned C, as opposed to ISO C@.
3152 @itemize @bullet
3153 @item
3154 Traditional macro expansion pays no attention to single-quote or
3155 double-quote characters; macro argument symbols are replaced by the
3156 argument values even when they appear within apparent string or
3157 character constants.
3159 @item
3160 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
3161 middle of a string or character constant.  The constant continues into
3162 the text surrounding the macro call.
3164 @item
3165 However, traditionally the end of the line terminates a string or
3166 character constant, with no error.
3168 @item
3169 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ISO
3170 C, a comment counts as whitespace.)
3172 @item
3173 Traditional C does not have the concept of a ``preprocessing number''.
3174 It considers @samp{1.0e+4} to be three tokens: @samp{1.0e}, @samp{+},
3175 and @samp{4}.
3177 @item
3178 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C@.
3179 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
3181 @item
3182 The character @samp{#} has no special meaning within a macro definition
3183 in traditional C@.
3185 @item
3186 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
3187 together with the text after the macro call, to produce a single token.
3188 (This is impossible in ISO C@.)
3190 @item
3191 None of the GNU extensions to the preprocessor are available in
3192 @samp{-traditional} mode.
3194 @end itemize
3196 @cindex Fortran
3197 @cindex unterminated
3198 Use the @samp{-traditional} option when preprocessing Fortran code, so
3199 that single-quotes and double-quotes within Fortran comment lines (which
3200 are generally not recognized as such by the preprocessor) do not cause
3201 diagnostics about unterminated character or string constants.
3203 However, this option does not prevent diagnostics about unterminated
3204 comments when a C-style comment appears to start, but not end, within
3205 Fortran-style commentary.
3207 So, the following Fortran comment lines are accepted with
3208 @samp{-traditional}:
3210 @smallexample
3211 C This isn't an unterminated character constant
3212 C Neither is "20000000000, an octal constant
3213 C in some dialects of Fortran
3214 @end smallexample
3216 However, this type of comment line will likely produce a diagnostic, or
3217 at least unexpected output from the preprocessor, due to the
3218 unterminated comment:
3220 @smallexample
3221 C Some Fortran compilers accept /* as starting
3222 C an inline comment.
3223 @end smallexample
3225 @cindex g77
3226 Note that @code{g77} automatically supplies the @samp{-traditional}
3227 option when it invokes the preprocessor.  However, a future version of
3228 @code{g77} might use a different, more-Fortran-aware preprocessor in
3229 place of @code{cpp}.
3231 @item -trigraphs
3232 @findex -trigraphs
3233 Process ISO standard trigraph sequences.  These are three-character
3234 sequences, all starting with @samp{??}, that are defined by ISO C to
3235 stand for single characters.  For example, @samp{??/} stands for
3236 @samp{\}, so @samp{'??/n'} is a character constant for a newline.  By
3237 default, GCC ignores trigraphs, but in standard-conforming modes it
3238 converts them.  See the @samp{-std} option.
3240 The nine trigraph sequences are
3241 @table @samp
3242 @item ??(
3243 -> @samp{[}
3245 @item ??)
3246 -> @samp{]}
3248 @item ??<
3249 -> @samp{@{}
3251 @item ??>
3252 -> @samp{@}}
3254 @item ??=
3255 -> @samp{#}
3257 @item ??/
3258 -> @samp{\}
3260 @item ??'
3261 -> @samp{^}
3263 @item ??!
3264 -> @samp{|}
3266 @item ??-
3267 -> @samp{~}
3269 @end table
3271 Trigraph support is not popular, so many compilers do not implement it
3272 properly.  Portable code should not rely on trigraphs being either
3273 converted or ignored.
3275 @item -pedantic
3276 @findex -pedantic
3277 Issue warnings required by the ISO C standard in certain cases such
3278 as when text other than a comment follows @samp{#else} or @samp{#endif}.
3280 @item -pedantic-errors
3281 @findex -pedantic-errors
3282 Like @samp{-pedantic}, except that errors are produced rather than
3283 warnings.
3285 @item -Wcomment
3286 @findex -Wcomment
3287 @itemx -Wcomments
3288 (Both forms have the same effect).
3289 Warn whenever a comment-start sequence @samp{/*} appears in a @samp{/*}
3290 comment, or whenever a backslash-newline appears in a @samp{//} comment.
3292 @item -Wtrigraphs
3293 @findex -Wtrigraphs
3294 Warn if any trigraphs are encountered.  This option used to take effect
3295 only if @samp{-trigraphs} was also specified, but now works
3296 independently.  Warnings are not given for trigraphs within comments, as
3297 we feel this is obnoxious.
3299 @item -Wwhite-space
3300 @findex -Wwhite-space
3301 Warn about possible white space confusion, e.g. white space between a
3302 backslash and a newline.
3304 @item -Wall
3305 @findex -Wall
3306 Requests @samp{-Wcomment}, @samp{-Wtrigraphs}, and @samp{-Wwhite-space}
3307 (but not @samp{-Wtraditional} or @samp{-Wundef}).
3309 @item -Wtraditional
3310 @findex -Wtraditional
3311 Warn about certain constructs that behave differently in traditional and
3312 ISO C@.
3314 @item -Wundef
3315 @findex -Wundef
3316 Warn if an undefined identifier is evaluated in an @samp{#if} directive.
3318 @item -I @var{directory}
3319 @findex -I
3320 Add the directory @var{directory} to the head of the list of
3321 directories to be searched for header files (@pxref{Include Syntax}).
3322 This can be used to override a system header file, substituting your
3323 own version, since these directories are searched before the system
3324 header file directories.  If you use more than one @samp{-I} option,
3325 the directories are scanned in left-to-right order; the standard
3326 system directories come after.
3328 @item -I-
3329 Any directories specified with @samp{-I} options before the @samp{-I-}
3330 option are searched only for the case of @samp{#include "@var{file}"};
3331 they are not searched for @samp{#include <@var{file}>}.
3333 If additional directories are specified with @samp{-I} options after
3334 the @samp{-I-}, these directories are searched for all @samp{#include}
3335 directives.
3337 In addition, the @samp{-I-} option inhibits the use of the current
3338 directory as the first search directory for @samp{#include "@var{file}"}.
3339 Therefore, the current directory is searched only if it is requested
3340 explicitly with @samp{-I.}.  Specifying both @samp{-I-} and @samp{-I.}
3341 allows you to control precisely which directories are searched before
3342 the current one and which are searched after.
3344 @item -nostdinc
3345 @findex -nostdinc
3346 Do not search the standard system directories for header files.
3347 Only the directories you have specified with @samp{-I} options
3348 (and the current directory, if appropriate) are searched.
3350 @item -nostdinc++
3351 @findex -nostdinc++
3352 Do not search for header files in the C++-specific standard directories,
3353 but do still search the other standard directories.  (This option is
3354 used when building the C++ library.)
3356 @item -remap
3357 @findex -remap
3358 When searching for a header file in a directory, remap file names if a
3359 file named @file{header.gcc} exists in that directory.  This can be used
3360 to work around limitations of file systems with file name restrictions.
3361 The @file{header.gcc} file should contain a series of lines with two
3362 tokens on each line: the first token is the name to map, and the second
3363 token is the actual name to use.
3365 @item -D @var{name}
3366 @findex -D
3367 Predefine @var{name} as a macro, with definition @samp{1}.
3369 @item -D @var{name}=@var{definition}
3370 Predefine @var{name} as a macro, with definition @var{definition}.
3371 There are no restrictions on the contents of @var{definition}, but if
3372 you are invoking the preprocessor from a shell or shell-like program you
3373 may need to use the shell's quoting syntax to protect characters such as
3374 spaces that have a meaning in the shell syntax.  If you use more than
3375 one @samp{-D} for the same @var{name}, the rightmost definition takes
3376 effect.
3378 @item -U @var{name}
3379 @findex -U
3380 Do not predefine @var{name}.  If both @samp{-U} and @samp{-D} are
3381 specified for one name, whichever one appears later on the command line
3382 wins.
3384 @item -undef
3385 @findex -undef
3386 Do not predefine any nonstandard macros.
3388 @item -gcc
3389 @findex -gcc
3390 Define the macros @var{__GNUC__}, @var{__GNUC_MINOR__} and
3391 @var{__GNUC_PATCHLEVEL__}. These are defined automatically when you use
3392 @samp{gcc -E}; you can turn them off in that case with @samp{-no-gcc}.
3394 @item -A @var{predicate}=@var{answer}
3395 @findex -A
3396 Make an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
3397 @var{answer}.  This form is preferred to the older form @samp{-A
3398 @var{predicate}(@var{answer})}, which is still supported, because
3399 it does not use shell special characters.  @xref{Assertions}.
3401 @item -A -@var{predicate}=@var{answer}
3402 Disable an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
3403 @var{answer}.  Specifying no predicate, by @samp{-A-} or @samp{-A -},
3404 disables all predefined assertions and all assertions preceding it on
3405 the command line; and also undefines all predefined macros and all
3406 macros preceding it on the command line.
3408 @item -dM
3409 @findex -dM
3410 Instead of outputting the result of preprocessing, output a list of
3411 @samp{#define} directives for all the macros defined during the
3412 execution of the preprocessor, including predefined macros.  This gives
3413 you a way of finding out what is predefined in your version of the
3414 preprocessor; assuming you have no file @samp{foo.h}, the command
3416 @example
3417 touch foo.h; cpp -dM foo.h
3418 @end example
3420 @noindent 
3421 will show the values of any predefined macros.
3423 @item -dD
3424 @findex -dD
3425 Like @samp{-dM} except in two respects: it does @emph{not} include the
3426 predefined macros, and it outputs @emph{both} the @samp{#define}
3427 directives and the result of preprocessing.  Both kinds of output go to
3428 the standard output file.
3430 @item -dN
3431 @findex -dN
3432 Like @samp{-dD}, but emit only the macro names, not their expansions.
3434 @item -dI
3435 @findex -dI
3436 Output @samp{#include} directives in addition to the result of
3437 preprocessing.
3439 @item -M [-MG]
3440 @findex -M
3441 Instead of outputting the result of preprocessing, output a rule
3442 suitable for @code{make} describing the dependencies of the main source
3443 file.  The preprocessor outputs one @code{make} rule containing the
3444 object file name for that source file, a colon, and the names of all the
3445 included files.  If there are many included files then the rule is split
3446 into several lines using @samp{\}-newline.
3448 @samp{-MG} says to treat missing header files as generated files and
3449 assume they live in the same directory as the source file.  It must be
3450 specified in addition to @samp{-M}.
3452 This feature is used in automatic updating of makefiles.
3454 @item -MM [-MG]
3455 @findex -MM
3456 Like @samp{-M} but mention only the files included with @samp{#include
3457 "@var{file}"}.  System header files included with @samp{#include
3458 <@var{file}>} are omitted.
3460 @item -MD @var{file}
3461 @findex -MD
3462 Like @samp{-M} but the dependency information is written to @var{file}.
3463 This is in addition to compiling the file as specified --- @samp{-MD}
3464 does not inhibit ordinary compilation the way @samp{-M} does.
3466 When invoking @code{gcc}, do not specify the @var{file} argument.
3467 @code{gcc} will create file names made by replacing ".c" with ".d" at
3468 the end of the input file names.
3470 In Mach, you can use the utility @code{md} to merge multiple dependency
3471 files into a single dependency file suitable for using with the
3472 @samp{make} command.
3474 @item -MMD @var{file}
3475 @findex -MMD
3476 Like @samp{-MD} except mention only user header files, not system
3477 header files.
3479 @item -H
3480 @findex -H
3481 Print the name of each header file used, in addition to other normal
3482 activities.
3484 @item -imacros @var{file}
3485 @findex -imacros
3486 Process @var{file} as input, discarding the resulting output, before
3487 processing the regular input file.  Because the output generated from
3488 @var{file} is discarded, the only effect of @samp{-imacros @var{file}}
3489 is to make the macros defined in @var{file} available for use in the
3490 main input.
3492 @item -include @var{file}
3493 @findex -include
3494 Process @var{file} as input, and include all the resulting output,
3495 before processing the regular input file.  
3497 @item -idirafter @var{dir}
3498 @findex -idirafter
3499 @cindex second include path
3500 Add the directory @var{dir} to the second include path.  The directories
3501 on the second include path are searched when a header file is not found
3502 in any of the directories in the main include path (the one that
3503 @samp{-I} adds to).
3505 @item -iprefix @var{prefix}
3506 @findex -iprefix
3507 Specify @var{prefix} as the prefix for subsequent @samp{-iwithprefix}
3508 options.  If the prefix represents a directory, you should include the
3509 final @samp{/}.
3511 @item -iwithprefix @var{dir}
3512 @findex -iwithprefix
3513 Add a directory to the second include path.  The directory's name is
3514 made by concatenating @var{prefix} and @var{dir}, where @var{prefix} was
3515 specified previously with @samp{-iprefix}.
3517 @item -isystem @var{dir}
3518 @findex -isystem
3519 Add a directory to the beginning of the second include path, marking it
3520 as a system directory, so that it gets the same special treatment as
3521 is applied to the standard system directories.  @xref{System Headers}.
3523 @item -x c
3524 @itemx -x c++
3525 @itemx -x objective-c
3526 @itemx -x assembler-with-cpp
3527 @findex -x c
3528 @findex -x objective-c
3529 @findex -x assembler-with-cpp
3530 Specify the source language: C, C++, Objective-C, or assembly.  This has
3531 nothing to do with standards conformance or extensions; it merely
3532 selects which base syntax to expect.  If you give none of these options,
3533 cpp will deduce the language from the extension of the source file:
3534 @samp{.c}, @samp{.cc}, @samp{.m}, or @samp{.S}.  Some other common
3535 extensions for C++ and assembly are also recognized.  If cpp does not
3536 recognize the extension, it will treat the file as C; this is the most
3537 generic mode.
3539 @strong{Note:} Previous versions of cpp accepted a @samp{-lang} option
3540 which selected both the language and the standards conformance level.
3541 This option has been removed, because it conflicts with the @samp{-l}
3542 option.
3544 @item -std=@var{standard}
3545 @itemx -ansi
3546 @findex -std
3547 @findex -ansi
3548 Specify the standard to which the code should conform.  Currently cpp
3549 only knows about the standards for C; other language standards will be
3550 added in the future.
3552 @var{standard}
3553 may be one of:
3554 @table @code
3555 @item iso9899:1990
3556 @itemx c89
3557 The ISO C standard from 1990.  @samp{c89} is the customary shorthand for
3558 this version of the standard.
3560 The @samp{-ansi} option is equivalent to @samp{-std=c89}.
3562 @item iso9899:199409
3563 The 1990 C standard, as amended in 1994.
3565 @item iso9899:1999
3566 @itemx c99
3567 @itemx iso9899:199x
3568 @itemx c9x
3569 The revised ISO C standard, published in December 1999.  Before
3570 publication, this was known as C9X.
3572 @item gnu89
3573 The 1990 C standard plus GNU extensions.  This is the default.
3575 @item gnu99
3576 @itemx gnu9x
3577 The 1999 C standard plus GNU extensions.
3578 @end table
3580 @item -ftabstop=NUMBER
3581 @findex -ftabstop
3582 Set the distance between tab stops.  This helps the preprocessor
3583 report correct column numbers in warnings or errors, even if tabs appear
3584 on the line.  Values less than 1 or greater than 100 are ignored.  The
3585 default is 8.
3587 @item -$
3588 @findex -$
3589 Forbid the use of @samp{$} in identifiers.  The C standard allows
3590 implementations to define extra characters that can appear in
3591 identifiers.  By default the GNU C preprocessor permits @samp{$}, a
3592 common extension.
3593 @end table
3594 @c man end
3596 @node Concept Index, Index, Invocation, Top
3597 @unnumbered Concept Index
3598 @printindex cp
3600 @node Index,, Concept Index, Top
3601 @unnumbered Index of Directives, Macros and Options
3602 @printindex fn
3604 @contents
3605 @bye