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GNU Info File  |  1994-02-21  |  50KB  |  914 lines

  1. This is Info file gcc.info, produced by Makeinfo-1.55 from the input
  2. file gcc.texi.
  3.    This file documents the use and the internals of the GNU compiler.
  4.    Published by the Free Software Foundation 675 Massachusetts Avenue
  5. Cambridge, MA 02139 USA
  6.    Copyright (C) 1988, 1989, 1992, 1993 Free Software Foundation, Inc.
  7.    Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
  8. manual provided the copyright notice and this permission notice are
  9. preserved on all copies.
  10.    Permission is granted to copy and distribute modified versions of
  11. this manual under the conditions for verbatim copying, provided also
  12. that the sections entitled "GNU General Public License" and "Protect
  13. Your Freedom--Fight `Look And Feel'" are included exactly as in the
  14. original, and provided that the entire resulting derived work is
  15. distributed under the terms of a permission notice identical to this
  16.    Permission is granted to copy and distribute translations of this
  17. manual into another language, under the above conditions for modified
  18. versions, except that the sections entitled "GNU General Public
  19. License" and "Protect Your Freedom--Fight `Look And Feel'", and this
  20. permission notice, may be included in translations approved by the Free
  21. Software Foundation instead of in the original English.
  22. File: gcc.info,  Node: Complex,  Next: Zero Length,  Prev: Long Long,  Up: C Extensions
  23. Complex Numbers
  24. ===============
  25.    GNU C supports complex data types.  You can declare both complex
  26. integer types and complex floating types, using the keyword
  27. `__complex__'.
  28.    For example, `__complex__ double x;' declares `x' as a variable
  29. whose real part and imaginary part are both of type `double'.
  30. `__complex__ short int y;' declares `y' to have real and imaginary
  31. parts of type `short int'; this is not likely to be useful, but it
  32. shows that the set of complex types is complete.
  33.    To write a constant with a complex data type, use the suffix `i' or
  34. `j' (either one; they are equivalent).  For example, `2.5fi' has type
  35. `__complex__ float' and `3i' has type `__complex__ int'.  Such a
  36. constant always has a pure imaginary value, but you can form any
  37. complex value you like by adding one to a real constant.
  38.    To extract the real part of a complex-valued expression EXP, write
  39. `__real__ EXP'.  Likewise, use `__imag__' to extract the imaginary part.
  40.    The operator `~' performs complex conjugation when used on a value
  41. with a complex type.
  42.    GNU CC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
  43. fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
  44. the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
  45. supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
  46. allocation like this, so GNU CC describes a noncontiguous complex
  47. variable as if it were two separate variables of noncomplex type.  If
  48. the variable's actual name is `foo', the two fictitious variables are
  49. named `foo$real' and `foo$imag'.  You can examine and set these two
  50. fictitious variables with your debugger.
  51.    A future version of GDB will know how to recognize such pairs and
  52. treat them as a single variable with a complex type.
  53. File: gcc.info,  Node: Zero Length,  Next: Variable Length,  Prev: Complex,  Up: C Extensions
  54. Arrays of Length Zero
  55. =====================
  56.    Zero-length arrays are allowed in GNU C.  They are very useful as
  57. the last element of a structure which is really a header for a
  58. variable-length object:
  59.      struct line {
  60.        int length;
  61.        char contents[0];
  62.      };
  63.      
  64.      {
  65.        struct line *thisline = (struct line *)
  66.          malloc (sizeof (struct line) + this_length);
  67.        thisline->length = this_length;
  68.      }
  69.    In standard C, you would have to give `contents' a length of 1, which
  70. means either you waste space or complicate the argument to `malloc'.
  71. File: gcc.info,  Node: Variable Length,  Next: Macro Varargs,  Prev: Zero Length,  Up: C Extensions
  72. Arrays of Variable Length
  73. =========================
  74.    Variable-length automatic arrays are allowed in GNU C.  These arrays
  75. are declared like any other automatic arrays, but with a length that is
  76. not a constant expression.  The storage is allocated at the point of
  77. declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
  78. example:
  79.      FILE *
  80.      concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
  81.      {
  82.        char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
  83.        strcpy (str, s1);
  84.        strcat (str, s2);
  85.        return fopen (str, mode);
  86.      }
  87.    Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates
  88. the storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
  89. message for it.
  90.    You can use the function `alloca' to get an effect much like
  91. variable-length arrays.  The function `alloca' is available in many
  92. other C implementations (but not in all).  On the other hand,
  93. variable-length arrays are more elegant.
  94.    There are other differences between these two methods.  Space
  95. allocated with `alloca' exists until the containing *function* returns.
  96. The space for a variable-length array is deallocated as soon as the
  97. array name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
  98. `alloca' in the same function, deallocation of a variable-length array
  99. will also deallocate anything more recently allocated with `alloca'.)
  100.    You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
  101.      struct entry
  102.      tester (int len, char data[len][len])
  103.      {
  104.        ...
  105.      }
  106.    The length of an array is computed once when the storage is allocated
  107. and is remembered for the scope of the array in case you access it with
  108. `sizeof'.
  109.    If you want to pass the array first and the length afterward, you can
  110. use a forward declaration in the parameter list--another GNU extension.
  111.      struct entry
  112.      tester (int len; char data[len][len], int len)
  113.      {
  114.        ...
  115.      }
  116.    The `int len' before the semicolon is a "parameter forward
  117. declaration", and it serves the purpose of making the name `len' known
  118. when the declaration of `data' is parsed.
  119.    You can write any number of such parameter forward declarations in
  120. the parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but
  121. the last one must end with a semicolon, which is followed by the "real"
  122. parameter declarations.  Each forward declaration must match a "real"
  123. declaration in parameter name and data type.
  124. File: gcc.info,  Node: Macro Varargs,  Next: Subscripting,  Prev: Variable Length,  Up: C Extensions
  125. Macros with Variable Numbers of Arguments
  126. =========================================
  127.    In GNU C, a macro can accept a variable number of arguments, much as
  128. a function can.  The syntax for defining the macro looks much like that
  129. used for a function.  Here is an example:
  130.      #define eprintf(format, args...)  \
  131.       fprintf (stderr, format , ## args)
  132.    Here `args' is a "rest argument": it takes in zero or more
  133. arguments, as many as the call contains.  All of them plus the commas
  134. between them form the value of `args', which is substituted into the
  135. macro body where `args' is used.  Thus, we have this expansion:
  136.      eprintf ("%s:%d: ", input_file_name, line_number)
  137.      ==>
  138.      fprintf (stderr, "%s:%d: " , input_file_name, line_number)
  139. Note that the comma after the string constant comes from the definition
  140. of `eprintf', whereas the last comma comes from the value of `args'.
  141.    The reason for using `##' is to handle the case when `args' matches
  142. no arguments at all.  In this case, `args' has an empty value.  In this
  143. case, the second comma in the definition becomes an embarrassment: if
  144. it got through to the expansion of the macro, we would get something
  145. like this:
  146.      fprintf (stderr, "success!\n" , )
  147. which is invalid C syntax.  `##' gets rid of the comma, so we get the
  148. following instead:
  149.      fprintf (stderr, "success!\n")
  150.    This is a special feature of the GNU C preprocessor: `##' before a
  151. rest argument that is empty discards the preceding sequence of
  152. non-whitespace characters from the macro definition.  (If another macro
  153. argument precedes, none of it is discarded.)
  154.    It might be better to discard the last preprocessor token instead of
  155. the last preceding sequence of non-whitespace characters; in fact, we
  156. may someday change this feature to do so.  We advise you to write the
  157. macro definition so that the preceding sequence of non-whitespace
  158. characters is just a single token, so that the meaning will not change
  159. if we change the definition of this feature.
  160. File: gcc.info,  Node: Subscripting,  Next: Pointer Arith,  Prev: Macro Varargs,  Up: C Extensions
  161. Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
  162. =====================================
  163.    Subscripting is allowed on arrays that are not lvalues, even though
  164. the unary `&' operator is not.  For example, this is valid in GNU C
  165. though not valid in other C dialects:
  166.      struct foo {int a[4];};
  167.      
  168.      struct foo f();
  169.      
  170.      bar (int index)
  171.      {
  172.        return f().a[index];
  173.      }
  174. File: gcc.info,  Node: Pointer Arith,  Next: Initializers,  Prev: Subscripting,  Up: C Extensions
  175. Arithmetic on `void'- and Function-Pointers
  176. ===========================================
  177.    In GNU C, addition and subtraction operations are supported on
  178. pointers to `void' and on pointers to functions.  This is done by
  179. treating the size of a `void' or of a function as 1.
  180.    A consequence of this is that `sizeof' is also allowed on `void' and
  181. on function types, and returns 1.
  182.    The option `-Wpointer-arith' requests a warning if these extensions
  183. are used.
  184. File: gcc.info,  Node: Initializers,  Next: Constructors,  Prev: Pointer Arith,  Up: C Extensions
  185. Non-Constant Initializers
  186. =========================
  187.    The elements of an aggregate initializer for an automatic variable
  188. are not required to be constant expressions in GNU C.  Here is an
  189. example of an initializer with run-time varying elements:
  190.      foo (float f, float g)
  191.      {
  192.        float beat_freqs[2] = { f-g, f+g };
  193.        ...
  194.      }
  195. File: gcc.info,  Node: Constructors,  Next: Labeled Elements,  Prev: Initializers,  Up: C Extensions
  196. Constructor Expressions
  197. =======================
  198.    GNU C supports constructor expressions.  A constructor looks like a
  199. cast containing an initializer.  Its value is an object of the type
  200. specified in the cast, containing the elements specified in the
  201. initializer.
  202.    Usually, the specified type is a structure.  Assume that `struct
  203. foo' and `structure' are declared as shown:
  204.      struct foo {int a; char b[2];} structure;
  205. Here is an example of constructing a `struct foo' with a constructor:
  206.      structure = ((struct foo) {x + y, 'a', 0});
  207. This is equivalent to writing the following:
  208.      {
  209.        struct foo temp = {x + y, 'a', 0};
  210.        structure = temp;
  211.      }
  212.    You can also construct an array.  If all the elements of the
  213. constructor are (made up of) simple constant expressions, suitable for
  214. use in initializers, then the constructor is an lvalue and can be
  215. coerced to a pointer to its first element, as shown here:
  216.      char **foo = (char *[]) { "x", "y", "z" };
  217.    Array constructors whose elements are not simple constants are not
  218. very useful, because the constructor is not an lvalue.  There are only
  219. two valid ways to use it: to subscript it, or initialize an array
  220. variable with it.  The former is probably slower than a `switch'
  221. statement, while the latter does the same thing an ordinary C
  222. initializer would do.  Here is an example of subscripting an array
  223. constructor:
  224.      output = ((int[]) { 2, x, 28 }) [input];
  225.    Constructor expressions for scalar types and union types are is also
  226. allowed, but then the constructor expression is equivalent to a cast.
  227. File: gcc.info,  Node: Labeled Elements,  Next: Cast to Union,  Prev: Constructors,  Up: C Extensions
  228. Labeled Elements in Initializers
  229. ================================
  230.    Standard C requires the elements of an initializer to appear in a
  231. fixed order, the same as the order of the elements in the array or
  232. structure being initialized.
  233.    In GNU C you can give the elements in any order, specifying the array
  234. indices or structure field names they apply to.
  235.    To specify an array index, write `[INDEX] =' before the element
  236. value.  For example,
  237.      int a[6] = { [4] = 29, [2] = 15 };
  238. is equivalent to
  239.      int a[6] = { 0, 0, 15, 0, 29, 0 };
  240. The index values must be constant expressions, even if the array being
  241. initialized is automatic.
  242.    In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
  243. with `FIELDNAME:' before the element value.  For example, given the
  244. following structure,
  245.      struct point { int x, y; };
  246. the following initialization
  247.      struct point p = { y: yvalue, x: xvalue };
  248. is equivalent to
  249.      struct point p = { xvalue, yvalue };
  250.    Another syntax which has the same meaning is `.FIELDNAME ='., as
  251. shown here:
  252.      struct point p = { .y = yvalue, .x = xvalue };
  253.    You can also use an element label (with either the colon syntax or
  254. the period-equal syntax) when initializing a union, to specify which
  255. element of the union should be used.  For example,
  256.      union foo { int i; double d; };
  257.      
  258.      union foo f = { d: 4 };
  259. will convert 4 to a `double' to store it in the union using the second
  260. element.  By contrast, casting 4 to type `union foo' would store it
  261. into the union as the integer `i', since it is an integer.  (*Note Cast
  262. to Union::.)
  263.    You can combine this technique of naming elements with ordinary C
  264. initialization of successive elements.  Each initializer element that
  265. does not have a label applies to the next consecutive element of the
  266. array or structure.  For example,
  267.      int a[6] = { [1] = v1, v2, [4] = v4 };
  268. is equivalent to
  269.      int a[6] = { 0, v1, v2, 0, v4, 0 };
  270.    Labeling the elements of an array initializer is especially useful
  271. when the indices are characters or belong to an `enum' type.  For
  272. example:
  273.      int whitespace[256]
  274.        = { [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
  275.            ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 };
  276. File: gcc.info,  Node: Case Ranges,  Next: Function Attributes,  Prev: Cast to Union,  Up: C Extensions
  277. Case Ranges
  278. ===========
  279.    You can specify a range of consecutive values in a single `case'
  280. label, like this:
  281.      case LOW ... HIGH:
  282. This has the same effect as the proper number of individual `case'
  283. labels, one for each integer value from LOW to HIGH, inclusive.
  284.    This feature is especially useful for ranges of ASCII character
  285. codes:
  286.      case 'A' ... 'Z':
  287.    *Be careful:* Write spaces around the `...', for otherwise it may be
  288. parsed wrong when you use it with integer values.  For example, write
  289. this:
  290.      case 1 ... 5:
  291. rather than this:
  292.      case 1...5:
  293.      *Warning to C++ users:* When compiling C++, you must write two dots
  294.      `..' rather than three to specify a range in case statements, thus:
  295.           case 'A' .. 'Z':
  296.      This is an anachronism in the GNU C++ front end, and will be
  297.      rectified in a future release.
  298. File: gcc.info,  Node: Cast to Union,  Next: Case Ranges,  Prev: Labeled Elements,  Up: C Extensions
  299. Cast to a Union Type
  300. ====================
  301.    A cast to union type is similar to other casts, except that the type
  302. specified is a union type.  You can specify the type either with `union
  303. TAG' or with a typedef name.  A cast to union is actually a constructor
  304. though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like normal
  305. casts.  (*Note Constructors::.)
  306.    The types that may be cast to the union type are those of the members
  307. of the union.  Thus, given the following union and variables:
  308.      union foo { int i; double d; };
  309.      int x;
  310.      double y;
  311. both `x' and `y' can be cast to type `union' foo.
  312.    Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable
  313. of union type is equivalent to storing in a member of the union:
  314.      union foo u;
  315.      ...
  316.      u = (union foo) x  ==  u.i = x
  317.      u = (union foo) y  ==  u.d = y
  318.    You can also use the union cast as a function argument:
  319.      void hack (union foo);
  320.      ...
  321.      hack ((union foo) x);
  322. File: gcc.info,  Node: Function Attributes,  Next: Function Prototypes,  Prev: Case Ranges,  Up: C Extensions
  323. Declaring Attributes of Functions
  324. =================================
  325.    In GNU C, you declare certain things about functions called in your
  326. program which help the compiler optimize function calls and check your
  327. code more carefully.
  328.    The keyword `__attribute__' allows you to specify special attributes
  329. when making a declaration.  This keyword is followed by an attribute
  330. specification inside double parentheses.  Three attributes, `noreturn',
  331. `const' and `format', are currently defined for functions.  Others are
  332. implemented for variables and structure fields (*note Variable
  333. Attributes::.).
  334. `noreturn'
  335.      A few standard library functions, such as `abort' and `exit',
  336.      cannot return.  GNU CC knows this automatically.  Some programs
  337.      define their own functions that never return.  You can declare them
  338.      `noreturn' to tell the compiler this fact.  For example,
  339.           void fatal () __attribute__ ((noreturn));
  340.           
  341.           void
  342.           fatal (...)
  343.           {
  344.             ... /* Print error message. */ ...
  345.             exit (1);
  346.           }
  347.      The `noreturn' keyword tells the compiler to assume that `fatal'
  348.      cannot return.  It can then optimize without regard to what would
  349.      happen if `fatal' ever did return.  This makes slightly better
  350.      code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
  351.      uninitialized variables.
  352.      Do not assume that registers saved by the calling function are
  353.      restored before calling the `noreturn' function.
  354.      It does not make sense for a `noreturn' function to have a return
  355.      type other than `void'.
  356.      The attribute `noreturn' is not implemented in GNU C versions
  357.      earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function
  358.      does not return, which works in the current version and in some
  359.      older versions, is as follows:
  360.           typedef void voidfn ();
  361.           
  362.           volatile voidfn fatal;
  363. `const'
  364.      Many functions do not examine any values except their arguments,
  365.      and have no effects except the return value.  Such a function can
  366.      be subject to common subexpression elimination and loop
  367.      optimization just as an arithmetic operator would be.  These
  368.      functions should be declared with the attribute `const'.  For
  369.      example,
  370.           int square (int) __attribute__ ((const));
  371.      says that the hypothetical function `square' is safe to call fewer
  372.      times than the program says.
  373.      The attribute `const' is not implemented in GNU C versions earlier
  374.      than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no
  375.      side effects, which works in the current version and in some older
  376.      versions, is as follows:
  377.           typedef int intfn ();
  378.           
  379.           extern const intfn square;
  380.      Note that a function that has pointer arguments and examines the
  381.      data pointed to must *not* be declared `const'.  Likewise, a
  382.      function that calls a non-`const' function usually must not be
  383.      `const'.  It does not make sense for a `const' function to return
  384.      `void'.
  385. `format (ARCHETYPE, STRING-INDEX, FIRST-TO-CHECK)'
  386.      The `format' attribute specifies that a function takes `printf' or
  387.      `scanf' style arguments which should be type-checked against a
  388.      format string.  For example, the declaration:
  389.           extern int
  390.           my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
  391.                 __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
  392.      causes the compiler to check the arguments in calls to `my_printf'
  393.      for consistency with the `printf' style format string argument
  394.      `my_format'.
  395.      The parameter ARCHETYPE determines how the format string is
  396.      interpreted, and should be either `printf' or `scanf'.  The
  397.      parameter STRING-INDEX specifies which argument is the format
  398.      string argument (starting from 1), while FIRST-TO-CHECK is the
  399.      number of the first argument to check against the format string.
  400.      For functions where the arguments are not available to be checked
  401.      (such as `vprintf'), specify the third parameter as zero.  In this
  402.      case the compiler only checks the format string for consistency.
  403.      In the example above, the format string (`my_format') is the second
  404.      argument of the function `my_print', and the arguments to check
  405.      start with the third argument, so the correct parameters for the
  406.      format attribute are 2 and 3.
  407.      The `format' attribute allows you to identify your own functions
  408.      which take format strings as arguments, so that GNU CC can check
  409.      the calls to these functions for errors.  The compiler always
  410.      checks formats for the ANSI library functions `printf', `fprintf',
  411.      `sprintf', `scanf', `fscanf', `sscanf', `vprintf', `vfprintf' and
  412.      `vsprintf' whenever such warnings are requested (using
  413.      `-Wformat'), so there is no need to modify the header file
  414.      `stdio.h'.
  415.    You can specify multiple attributes in a declaration by separating
  416. them by commas within the double parentheses.  Currently it is never
  417. useful to do this for a function, but it can be useful for a variable.
  418.    Some people object to the `__attribute__' feature, suggesting that
  419. ANSI C's `#pragma' should be used instead.  There are two reasons for
  420. not doing this.
  421.   1. It is impossible to generate `#pragma' commands from a macro.
  422.   2. There is no telling what the same `#pragma' might mean in another
  423.      compiler.
  424.    These two reasons apply to almost any application that might be
  425. proposed for `#pragma'.  It is basically a mistake to use `#pragma' for
  426. *anything*.
  427. File: gcc.info,  Node: Function Prototypes,  Next: Dollar Signs,  Prev: Function Attributes,  Up: C Extensions
  428. Prototypes and Old-Style Function Definitions
  429. =============================================
  430.    GNU C extends ANSI C to allow a function prototype to override a
  431. later old-style non-prototype definition.  Consider the following
  432. example:
  433.      /* Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.  */
  434.      #if __STDC__
  435.      #define P(x) x
  436.      #else
  437.      #define P(x) ()
  438.      #endif
  439.      
  440.      /* Prototype function declaration.  */
  441.      int isroot P((uid_t));
  442.      
  443.      /* Old-style function definition.  */
  444.      int
  445.      isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
  446.           uid_t x;
  447.      {
  448.        return x == 0;
  449.      }
  450.    Suppose the type `uid_t' happens to be `short'.  ANSI C does not
  451. allow this example, because subword arguments in old-style
  452. non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
  453. function definition's argument is really an `int', which does not match
  454. the prototype argument type of `short'.
  455.    This restriction of ANSI C makes it hard to write code that is
  456. portable to traditional C compilers, because the programmer does not
  457. know whether the `uid_t' type is `short', `int', or `long'.  Therefore,
  458. in cases like these GNU C allows a prototype to override a later
  459. old-style definition.  More precisely, in GNU C, a function prototype
  460. argument type overrides the argument type specified by a later
  461. old-style definition if the former type is the same as the latter type
  462. before promotion.  Thus in GNU C the above example is equivalent to the
  463. following:
  464.      int isroot (uid_t);
  465.      
  466.      int
  467.      isroot (uid_t x)
  468.      {
  469.        return x == 0;
  470.      }
  471. File: gcc.info,  Node: Dollar Signs,  Next: Character Escapes,  Prev: Function Prototypes,  Up: C Extensions
  472. Dollar Signs in Identifier Names
  473. ================================
  474.    In GNU C, you may use dollar signs in identifier names.  This is
  475. because many traditional C implementations allow such identifiers.
  476.    On some machines, dollar signs are allowed in identifiers if you
  477. specify `-traditional'.  On a few systems they are allowed by default,
  478. even if you do not use `-traditional'.  But they are never allowed if
  479. you specify `-ansi'.
  480.    There are certain ANSI C programs (obscure, to be sure) that would
  481. compile incorrectly if dollar signs were permitted in identifiers.  For
  482. example:
  483.      #define foo(a) #a
  484.      #define lose(b) foo (b)
  485.      #define test$
  486.      lose (test)
  487. File: gcc.info,  Node: Character Escapes,  Next: Variable Attributes,  Prev: Dollar Signs,  Up: C Extensions
  488. The Character ESC in Constants
  489. ==============================
  490.    You can use the sequence `\e' in a string or character constant to
  491. stand for the ASCII character ESC.
  492. File: gcc.info,  Node: Alignment,  Next: Inline,  Prev: Variable Attributes,  Up: C Extensions
  493. Inquiring on Alignment of Types or Variables
  494. ============================================
  495.    The keyword `__alignof__' allows you to inquire about how an object
  496. is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
  497. syntax is just like `sizeof'.
  498.    For example, if the target machine requires a `double' value to be
  499. aligned on an 8-byte boundary, then `__alignof__ (double)' is 8.  This
  500. is true on many RISC machines.  On more traditional machine designs,
  501. `__alignof__ (double)' is 4 or even 2.
  502.    Some machines never actually require alignment; they allow reference
  503. to any data type even at an odd addresses.  For these machines,
  504. `__alignof__' reports the *recommended* alignment of a type.
  505.    When the operand of `__alignof__' is an lvalue rather than a type,
  506. the value is the largest alignment that the lvalue is known to have.
  507. It may have this alignment as a result of its data type, or because it
  508. is part of a structure and inherits alignment from that structure.  For
  509. example, after this declaration:
  510.      struct foo { int x; char y; } foo1;
  511. the value of `__alignof__ (foo1.y)' is probably 2 or 4, the same as
  512. `__alignof__ (int)', even though the data type of `foo1.y' does not
  513. itself demand any alignment.
  514.    A related feature which lets you specify the alignment of an object
  515. is `__attribute__ ((aligned (ALIGNMENT)))'; see the following section.
  516. File: gcc.info,  Node: Variable Attributes,  Next: Alignment,  Prev: Character Escapes,  Up: C Extensions
  517. Specifying Attributes of Variables
  518. ==================================
  519.    The keyword `__attribute__' allows you to specify special attributes
  520. of variables or structure fields.  This keyword is followed by an
  521. attribute specification inside double parentheses.  Four attributes are
  522. currently defined: `aligned', `format', `mode' and `packed'.  `format'
  523. is used for functions, and thus not documented here; see *Note Function
  524. Attributes::.
  525. `aligned (ALIGNMENT)'
  526.      This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
  527.      structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
  528.           int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
  529.      causes the compiler to allocate the global variable `x' on a
  530.      16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction
  531.      with an `asm' expression to access the `move16' instruction which
  532.      requires 16-byte aligned operands.
  533.      You can also specify the alignment of structure fields.  For
  534.      example, to create a double-word aligned `int' pair, you could
  535.      write:
  536.           struct foo { int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); };
  537.      This is an alternative to creating a union with a `double' member
  538.      that forces the union to be double-word aligned.
  539.      It is not possible to specify the alignment of functions; the
  540.      alignment of functions is determined by the machine's requirements
  541.      and cannot be changed.  You cannot specify alignment for a typedef
  542.      name because such a name is just an alias, not a distinct type.
  543.      The `aligned' attribute can only increase the alignment; but you
  544.      can decrease it by specifying `packed' as well.  See below.
  545.      The linker of your operating system imposes a maximum alignment.
  546.      If the linker aligns each object file on a four byte boundary,
  547.      then it is beyond the compiler's power to cause anything to be
  548.      aligned to a larger boundary than that.  For example, if  the
  549.      linker happens to put this object file at address 136 (eight more
  550.      than a multiple of 64), then the compiler cannot guarantee an
  551.      alignment of more than 8 just by aligning variables in the object
  552.      file.
  553. `mode (MODE)'
  554.      This attribute specifies the data type for the
  555.      declaration--whichever type corresponds to the mode MODE.  This in
  556.      effect lets you request an integer or floating point type
  557.      according to its width.
  558. `packed'
  559.      The `packed' attribute specifies that a variable or structure field
  560.      should have the smallest possible alignment--one byte for a
  561.      variable, and one bit for a field, unless you specify a larger
  562.      value with the `aligned' attribute.
  563.    To specify multiple attributes, separate them by commas within the
  564. double parentheses: for example, `__attribute__ ((aligned (16),
  565. packed))'.
  566. File: gcc.info,  Node: Inline,  Next: Extended Asm,  Prev: Alignment,  Up: C Extensions
  567. An Inline Function is As Fast As a Macro
  568. ========================================
  569.    By declaring a function `inline', you can direct GNU CC to integrate
  570. that function's code into the code for its callers.  This makes
  571. execution faster by eliminating the function-call overhead; in
  572. addition, if any of the actual argument values are constant, their known
  573. values may permit simplifications at compile time so that not all of the
  574. inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
  575. less predictable; object code may be larger or smaller with function
  576. inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
  577. optimization and it really "works" only in optimizing compilation.  If
  578. you don't use `-O', no function is really inline.
  579.    To declare a function inline, use the `inline' keyword in its
  580. declaration, like this:
  581.      inline int
  582.      inc (int *a)
  583.      {
  584.        (*a)++;
  585.      }
  586.    (If you are writing a header file to be included in ANSI C programs,
  587. write `__inline__' instead of `inline'.  *Note Alternate Keywords::.)
  588.    You can also make all "simple enough" functions inline with the
  589. option `-finline-functions'.  Note that certain usages in a function
  590. definition can make it unsuitable for inline substitution.
  591.    For C++ programs, GNU CC automatically inlines member functions even
  592. if they are not explicitly declared `inline'.  (You can override this
  593. with `-fno-default-inline'; *note Options Controlling C++ Dialect: C++
  594. Dialect Options..)
  595.    When a function is both inline and `static', if all calls to the
  596. function are integrated into the caller, and the function's address is
  597. never used, then the function's own assembler code is never referenced.
  598. In this case, GNU CC does not actually output assembler code for the
  599. function, unless you specify the option `-fkeep-inline-functions'.
  600. Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
  601. calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
  602. neither can recursive calls within the definition).  If there is a
  603. nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
  604. usual.  The function must also be compiled as usual if the program
  605. refers to its address, because that can't be inlined.
  606.    When an inline function is not `static', then the compiler must
  607. assume that there may be calls from other source files; since a global
  608. symbol can be defined only once in any program, the function must not
  609. be defined in the other source files, so the calls therein cannot be
  610. integrated.  Therefore, a non-`static' inline function is always
  611. compiled on its own in the usual fashion.
  612.    If you specify both `inline' and `extern' in the function
  613. definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
  614. is the function compiled on its own, not even if you refer to its
  615. address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
  616. if you had only declared the function, and had not defined it.
  617.    This combination of `inline' and `extern' has almost the effect of a
  618. macro.  The way to use it is to put a function definition in a header
  619. file with these keywords, and put another copy of the definition
  620. (lacking `inline' and `extern') in a library file.  The definition in
  621. the header file will cause most calls to the function to be inlined.
  622. If any uses of the function remain, they will refer to the single copy
  623. in the library.
  624.    GNU C does not inline any functions when not optimizing.  It is not
  625. clear whether it is better to inline or not, in this case, but we found
  626. that a correct implementation when not optimizing was difficult.  So we
  627. did the easy thing, and turned it off.
  628. File: gcc.info,  Node: Extended Asm,  Next: Asm Labels,  Prev: Inline,  Up: C Extensions
  629. Assembler Instructions with C Expression Operands
  630. =================================================
  631.    In an assembler instruction using `asm', you can now specify the
  632. operands of the instruction using C expressions.  This means no more
  633. guessing which registers or memory locations will contain the data you
  634. want to use.
  635.    You must specify an assembler instruction template much like what
  636. appears in a machine description, plus an operand constraint string for
  637. each operand.
  638.    For example, here is how to use the 68881's `fsinx' instruction:
  639.      asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
  640. Here `angle' is the C expression for the input operand while `result'
  641. is that of the output operand.  Each has `"f"' as its operand
  642. constraint, saying that a floating point register is required.  The `='
  643. in `=f' indicates that the operand is an output; all output operands'
  644. constraints must use `='.  The constraints use the same language used
  645. in the machine description (*note Constraints::.).
  646.    Each operand is described by an operand-constraint string followed
  647. by the C expression in parentheses.  A colon separates the assembler
  648. template from the first output operand, and another separates the last
  649. output operand from the first input, if any.  Commas separate output
  650. operands and separate inputs.  The total number of operands is limited
  651. to ten or to the maximum number of operands in any instruction pattern
  652. in the machine description, whichever is greater.
  653.    If there are no output operands, and there are input operands, then
  654. there must be two consecutive colons surrounding the place where the
  655. output operands would go.
  656.    Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check
  657. this.  The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot
  658. check whether the operands have data types that are reasonable for the
  659. instruction being executed.  It does not parse the assembler
  660. instruction template and does not know what it means, or whether it is
  661. valid assembler input.  The extended `asm' feature is most often used
  662. for machine instructions that the compiler itself does not know exist.
  663.    The output operands must be write-only; GNU CC will assume that the
  664. values in these operands before the instruction are dead and need not be
  665. generated.  Extended asm does not support input-output or read-write
  666. operands.  For this reason, the constraint character `+', which
  667. indicates such an operand, may not be used.
  668.    When the assembler instruction has a read-write operand, or an
  669. operand in which only some of the bits are to be changed, you must
  670. logically split its function into two separate operands, one input
  671. operand and one write-only output operand.  The connection between them
  672. is expressed by constraints which say they need to be in the same
  673. location when the instruction executes.  You can use the same C
  674. expression for both operands, or different expressions.  For example,
  675. here we write the (fictitious) `combine' instruction with `bar' as its
  676. read-only source operand and `foo' as its read-write destination:
  677.      asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
  678. The constraint `"0"' for operand 1 says that it must occupy the same
  679. location as operand 0.  A digit in constraint is allowed only in an
  680. input operand, and it must refer to an output operand.
  681.    Only a digit in the constraint can guarantee that one operand will
  682. be in the same place as another.  The mere fact that `foo' is the value
  683. of both operands is not enough to guarantee that they will be in the
  684. same place in the generated assembler code.  The following would not
  685. work:
  686.      asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
  687.    Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to
  688. be in different registers; GNU CC knows no reason not to do so.  For
  689. example, the compiler might find a copy of the value of `foo' in one
  690. register and use it for operand 1, but generate the output operand 0 in
  691. a different register (copying it afterward to `foo''s own address).  Of
  692. course, since the register for operand 1 is not even mentioned in the
  693. assembler code, the result will not work, but GNU CC can't tell that.
  694.    Some instructions clobber specific hard registers.  To describe
  695. this, write a third colon after the input operands, followed by the
  696. names of the clobbered hard registers (given as strings).  Here is a
  697. realistic example for the Vax:
  698.      asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
  699.                    : /* no outputs */
  700.                    : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
  701.                    : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
  702.    If you refer to a particular hardware register from the assembler
  703. code, then you will probably have to list the register after the third
  704. colon to tell the compiler that the register's value is modified.  In
  705. many assemblers, the register names begin with `%'; to produce one `%'
  706. in the assembler code, you must write `%%' in the input.
  707.    If your assembler instruction can alter the condition code register,
  708. add `cc' to the list of clobbered registers.  GNU CC on some machines
  709. represents the condition codes as a specific hardware register; `cc'
  710. serves to name this register.  On other machines, the condition code is
  711. handled differently, and specifying `cc' has no effect.  But it is
  712. valid no matter what the machine.
  713.    If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
  714. fashion, add `memory' to the list of clobbered registers.  This will
  715. cause GNU CC to not keep memory values cached in registers across the
  716. assembler instruction.
  717.    You can put multiple assembler instructions together in a single
  718. `asm' template, separated either with newlines (written as `\n') or with
  719. semicolons if the assembler allows such semicolons.  The GNU assembler
  720. allows semicolons and all Unix assemblers seem to do so.  The input
  721. operands are guaranteed not to use any of the clobbered registers, and
  722. neither will the output operands' addresses, so you can read and write
  723. the clobbered registers as many times as you like.  Here is an example
  724. of multiple instructions in a template; it assumes that the subroutine
  725. `_foo' accepts arguments in registers 9 and 10:
  726.      asm ("movl %0,r9;movl %1,r10;call _foo"
  727.           : /* no outputs */
  728.           : "g" (from), "g" (to)
  729.           : "r9", "r10");
  730.    Unless an output operand has the `&' constraint modifier, GNU CC may
  731. allocate it in the same register as an unrelated input operand, on the
  732. assumption that the inputs are consumed before the outputs are produced.
  733. This assumption may be false if the assembler code actually consists of
  734. more than one instruction.  In such a case, use `&' for each output
  735. operand that may not overlap an input.  *Note Modifiers::.
  736.    If you want to test the condition code produced by an assembler
  737. instruction, you must include a branch and a label in the `asm'
  738. construct, as follows:
  739.      asm ("clr %0;frob %1;beq 0f;mov #1,%0;0:"
  740.           : "g" (result)
  741.           : "g" (input));
  742. This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
  743. and most Unix assemblers do.
  744.    Speaking of labels, jumps from one `asm' to another are not
  745. supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps,
  746. and therefore they cannot take account of them when deciding how to
  747. optimize.
  748.    Usually the most convenient way to use these `asm' instructions is to
  749. encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
  750.      #define sin(x)       \
  751.      ({ double __value, __arg = (x);   \
  752.         asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
  753.         __value; })
  754. Here the variable `__arg' is used to make sure that the instruction
  755. operates on a proper `double' value, and to accept only those arguments
  756. `x' which can convert automatically to a `double'.
  757.    Another way to make sure the instruction operates on the correct
  758. data type is to use a cast in the `asm'.  This is different from using a
  759. variable `__arg' in that it converts more different types.  For
  760. example, if the desired type were `int', casting the argument to `int'
  761. would accept a pointer with no complaint, while assigning the argument
  762. to an `int' variable named `__arg' would warn about using a pointer
  763. unless the caller explicitly casts it.
  764.    If an `asm' has output operands, GNU CC assumes for optimization
  765. purposes that the instruction has no side effects except to change the
  766. output operands.  This does not mean that instructions with a side
  767. effect cannot be used, but you must be careful, because the compiler
  768. may eliminate them if the output operands aren't used, or move them out
  769. of loops, or replace two with one if they constitute a common
  770. subexpression.  Also, if your instruction does have a side effect on a
  771. variable that otherwise appears not to change, the old value of the
  772. variable may be reused later if it happens to be found in a register.
  773.    You can prevent an `asm' instruction from being deleted, moved
  774. significantly, or combined, by writing the keyword `volatile' after the
  775. `asm'.  For example:
  776.      #define set_priority(x)  \
  777.      asm volatile ("set_priority %0": /* no outputs */ : "g" (x))
  778. An instruction without output operands will not be deleted or moved
  779. significantly, regardless, unless it is unreachable.
  780.    Note that even a volatile `asm' instruction can be moved in ways
  781. that appear insignificant to the compiler, such as across jump
  782. instructions.  You can't expect a sequence of volatile `asm'
  783. instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
  784. output, use a single `asm'.
  785.    It is a natural idea to look for a way to give access to the
  786. condition code left by the assembler instruction.  However, when we
  787. attempted to implement this, we found no way to make it work reliably.
  788. The problem is that output operands might need reloading, which would
  789. result in additional following "store" instructions.  On most machines,
  790. these instructions would alter the condition code before there was time
  791. to test it.  This problem doesn't arise for ordinary "test" and
  792. "compare" instructions because they don't have any output operands.
  793.    If you are writing a header file that should be includable in ANSI C
  794. programs, write `__asm__' instead of `asm'.  *Note Alternate Keywords::.
  795. File: gcc.info,  Node: Asm Labels,  Next: Explicit Reg Vars,  Prev: Extended Asm,  Up: C Extensions
  796. Controlling Names Used in Assembler Code
  797. ========================================
  798.    You can specify the name to be used in the assembler code for a C
  799. function or variable by writing the `asm' (or `__asm__') keyword after
  800. the declarator as follows:
  801.      int foo asm ("myfoo") = 2;
  802. This specifies that the name to be used for the variable `foo' in the
  803. assembler code should be `myfoo' rather than the usual `_foo'.
  804.    On systems where an underscore is normally prepended to the name of
  805. a C function or variable, this feature allows you to define names for
  806. the linker that do not start with an underscore.
  807.    You cannot use `asm' in this way in a function *definition*; but you
  808. can get the same effect by writing a declaration for the function
  809. before its definition and putting `asm' there, like this:
  810.      extern func () asm ("FUNC");
  811.      
  812.      func (x, y)
  813.           int x, y;
  814.      ...
  815.    It is up to you to make sure that the assembler names you choose do
  816. not conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
  817. register name; that would produce completely invalid assembler code.
  818. GNU CC does not as yet have the ability to store static variables in
  819. registers.  Perhaps that will be added.
  820. File: gcc.info,  Node: Explicit Reg Vars,  Next: Alternate Keywords,  Prev: Asm Labels,  Up: C Extensions
  821. Variables in Specified Registers
  822. ================================
  823.    GNU C allows you to put a few global variables into specified
  824. hardware registers.  You can also specify the register in which an
  825. ordinary register variable should be allocated.
  826.    * Global register variables reserve registers throughout the program.
  827.      This may be useful in programs such as programming language
  828.      interpreters which have a couple of global variables that are
  829.      accessed very often.
  830.    * Local register variables in specific registers do not reserve the
  831.      registers.  The compiler's data flow analysis is capable of
  832.      determining where the specified registers contain live values, and
  833.      where they are available for other uses.
  834.      These local variables are sometimes convenient for use with the
  835.      extended `asm' feature (*note Extended Asm::.), if you want to
  836.      write one output of the assembler instruction directly into a
  837.      particular register.  (This will work provided the register you
  838.      specify fits the constraints specified for that operand in the
  839.      `asm'.)
  840. * Menu:
  841. * Global Reg Vars::
  842. * Local Reg Vars::
  843. File: gcc.info,  Node: Global Reg Vars,  Next: Local Reg Vars,  Up: Explicit Reg Vars
  844. Defining Global Register Variables
  845. ----------------------------------
  846.    You can define a global register variable in GNU C like this:
  847.      register int *foo asm ("a5");
  848. Here `a5' is the name of the register which should be used.  Choose a
  849. register which is normally saved and restored by function calls on your
  850. machine, so that library routines will not clobber it.
  851.    Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
  852. conditionalize your program according to cpu type.  The register `a5'
  853. would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer type.  On
  854. machines with register windows, be sure to choose a "global" register
  855. that is not affected magically by the function call mechanism.
  856.    In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how
  857. they name the registers; then you would need additional conditionals.
  858. For example, some 68000 operating systems call this register `%a5'.
  859.    Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a
  860. register automatically, but first we need to figure out how it should
  861. choose and how to enable you to guide the choice.  No solution is
  862. evident.
  863.    Defining a global register variable in a certain register reserves
  864. that register entirely for this use, at least within the current
  865. compilation.  The register will not be allocated for any other purpose
  866. in the functions in the current compilation.  The register will not be
  867. saved and restored by these functions.  Stores into this register are
  868. never deleted even if they would appear to be dead, but references may
  869. be deleted or moved or simplified.
  870.    It is not safe to access the global register variables from signal
  871. handlers, or from more than one thread of control, because the system
  872. library routines may temporarily use the register for other things
  873. (unless you recompile them specially for the task at hand).
  874.    It is not safe for one function that uses a global register variable
  875. to call another such function `foo' by way of a third function `lose'
  876. that was compiled without knowledge of this variable (i.e. in a
  877. different source file in which the variable wasn't declared).  This is
  878. because `lose' might save the register and put some other value there.
  879. For example, you can't expect a global register variable to be
  880. available in the comparison-function that you pass to `qsort', since
  881. `qsort' might have put something else in that register.  (If you are
  882. prepared to recompile `qsort' with the same global register variable,
  883. you can solve this problem.)
  884.    If you want to recompile `qsort' or other source files which do not
  885. actually use your global register variable, so that they will not use
  886. that register for any other purpose, then it suffices to specify the
  887. compiler option `-ffixed-REG'.  You need not actually add a global
  888. register declaration to their source code.
  889.    A function which can alter the value of a global register variable
  890. cannot safely be called from a function compiled without this variable,
  891. because it could clobber the value the caller expects to find there on
  892. return.  Therefore, the function which is the entry point into the part
  893. of the program that uses the global register variable must explicitly
  894. save and restore the value which belongs to its caller.
  895.    On most machines, `longjmp' will restore to each global register
  896. variable the value it had at the time of the `setjmp'.  On some
  897. machines, however, `longjmp' will not change the value of global
  898. register variables.  To be portable, the function that called `setjmp'
  899. should make other arrangements to save the values of the global register
  900. variables, and to restore them in a `longjmp'.  This way, the same
  901. thing will happen regardless of what `longjmp' does.
  902.    All global register variable declarations must precede all function
  903. definitions.  If such a declaration could appear after function
  904. definitions, the declaration would be too late to prevent the register
  905. from being used for other purposes in the preceding functions.
  906.    Global register variables may not have initial values, because an
  907. executable file has no means to supply initial contents for a register.
  908.    On the Sparc, there are reports that g3 ... g7 are suitable
  909. registers, but certain library functions, such as `getwd', as well as
  910. the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
  911. g2 are local temporaries.
  912.    On the 68000, a2 ... a5 should be suitable, as should d2 ... d7.  Of
  913. course, it will not do to use more than a few of those.
  914.