home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / DJGPP / GCC257DC.ZIP / docs / gcc / extend.tex < prev    next >
Text File  |  1993-12-15  |  95KB  |  2,547 lines

  1. @c Copyright (C) 1988, 1989, 1992, 1993 Free Software Foundation, Inc.
  2. @c This is part of the GCC manual.
  3. @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
  4.  
  5. @node C Extensions
  6. @chapter Extensions to the C Language Family
  7. @cindex extensions, C language
  8. @cindex C language extensions
  9.  
  10. GNU C provides several language features not found in ANSI standard C.
  11. (The @samp{-pedantic} option directs GNU CC to print a warning message if
  12. any of these features is used.)  To test for the availability of these
  13. features in conditional compilation, check for a predefined macro
  14. @code{__GNUC__}, which is always defined under GNU CC.
  15.  
  16. These extensions are available in C and in the languages derived from
  17. it, C++ and Objective C.  @xref{C++ Extensions,,Extensions to the
  18. C++ Language}, for extensions that apply @emph{only} to C++.
  19.  
  20. @c The only difference between the two versions of this menu is that the
  21. @c version for clear INTERNALS has an extra node, "Constraints" (which
  22. @c appears in a separate chapter in the other version of the manual).
  23. @ifset INTERNALS
  24. @menu
  25. * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
  26. * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
  27. * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
  28. * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
  29. * Constructing Calls::    Dispatching a call to another function.
  30. * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
  31. * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
  32. * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
  33. * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
  34. * Long Long::        Double-word integers---@code{long long int}.
  35. * Complex::             Data types for complex numbers.
  36. * Zero Length::         Zero-length arrays.
  37. * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
  38. * Macro Varargs::    Macros with variable number of arguments.
  39. * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
  40. * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
  41. * Initializers::        Non-constant initializers.
  42. * Constructors::        Constructor expressions give structures, unions
  43.                          or arrays as values.
  44. * Labeled Elements::    Labeling elements of initializers.
  45. * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
  46. * Case Ranges::        `case 1 ... 9' and such.
  47. * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
  48.                          or that they can never return.
  49. * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
  50. * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
  51. * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
  52. * Variable Attributes::    Specifying attributes of variables.
  53. * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
  54. * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
  55. * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
  56.                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
  57. * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
  58. * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
  59. * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
  60. * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
  61. * Function Names::    Printable strings which are the name of the current
  62.              function.
  63. @end menu
  64. @end ifset
  65. @ifclear INTERNALS
  66. @menu
  67. * Statement Exprs::     Putting statements and declarations inside expressions.
  68. * Local Labels::        Labels local to a statement-expression.
  69. * Labels as Values::    Getting pointers to labels, and computed gotos.
  70. * Nested Functions::    As in Algol and Pascal, lexical scoping of functions.
  71. * Constructing Calls::    Dispatching a call to another function.
  72. * Naming Types::        Giving a name to the type of some expression.
  73. * Typeof::              @code{typeof}: referring to the type of an expression.
  74. * Lvalues::             Using @samp{?:}, @samp{,} and casts in lvalues.
  75. * Conditionals::        Omitting the middle operand of a @samp{?:} expression.
  76. * Long Long::        Double-word integers---@code{long long int}.
  77. * Complex::             Data types for complex numbers.
  78. * Zero Length::         Zero-length arrays.
  79. * Variable Length::     Arrays whose length is computed at run time.
  80. * Macro Varargs::    Macros with variable number of arguments.
  81. * Subscripting::        Any array can be subscripted, even if not an lvalue.
  82. * Pointer Arith::       Arithmetic on @code{void}-pointers and function pointers.
  83. * Initializers::        Non-constant initializers.
  84. * Constructors::        Constructor expressions give structures, unions
  85.                          or arrays as values.
  86. * Labeled Elements::    Labeling elements of initializers.
  87. * Cast to Union::       Casting to union type from any member of the union.
  88. * Case Ranges::        `case 1 ... 9' and such.
  89. * Function Attributes:: Declaring that functions have no side effects,
  90.                          or that they can never return.
  91. * Function Prototypes:: Prototype declarations and old-style definitions.
  92. * Dollar Signs::        Dollar sign is allowed in identifiers.
  93. * Character Escapes::   @samp{\e} stands for the character @key{ESC}.
  94. * Variable Attributes::    Specifying attributes of variables.
  95. * Alignment::           Inquiring about the alignment of a type or variable.
  96. * Inline::              Defining inline functions (as fast as macros).
  97. * Extended Asm::        Assembler instructions with C expressions as operands.
  98.                          (With them you can define ``built-in'' functions.)
  99. * Constraints::         Constraints for asm operands
  100. * Asm Labels::          Specifying the assembler name to use for a C symbol.
  101. * Explicit Reg Vars::   Defining variables residing in specified registers.
  102. * Alternate Keywords::  @code{__const__}, @code{__asm__}, etc., for header files.
  103. * Incomplete Enums::    @code{enum foo;}, with details to follow.
  104. * Function Names::    Printable strings which are the name of the current
  105.              function.
  106. @end menu
  107. @end ifclear
  108.  
  109. @node Statement Exprs
  110. @section Statements and Declarations in Expressions
  111. @cindex statements inside expressions
  112. @cindex declarations inside expressions
  113. @cindex expressions containing statements
  114. @cindex macros, statements in expressions
  115.  
  116. @c the above section title wrapped and causes an underfull hbox.. i
  117. @c changed it from "within" to "in". --mew 4feb93
  118.  
  119. A compound statement enclosed in parentheses may appear as an expression
  120. in GNU C.  This allows you to use loops, switches, and local variables
  121. within an expression.
  122.  
  123. Recall that a compound statement is a sequence of statements surrounded
  124. by braces; in this construct, parentheses go around the braces.  For
  125. example:
  126.  
  127. @example
  128. (@{ int y = foo (); int z;
  129.    if (y > 0) z = y;
  130.    else z = - y;
  131.    z; @})
  132. @end example
  133.  
  134. @noindent
  135. is a valid (though slightly more complex than necessary) expression
  136. for the absolute value of @code{foo ()}.
  137.  
  138. The last thing in the compound statement should be an expression
  139. followed by a semicolon; the value of this subexpression serves as the
  140. value of the entire construct.  (If you use some other kind of statement
  141. last within the braces, the construct has type @code{void}, and thus
  142. effectively no value.)
  143.  
  144. This feature is especially useful in making macro definitions ``safe'' (so
  145. that they evaluate each operand exactly once).  For example, the
  146. ``maximum'' function is commonly defined as a macro in standard C as
  147. follows:
  148.  
  149. @example
  150. #define max(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
  151. @end example
  152.  
  153. @noindent
  154. @cindex side effects, macro argument
  155. But this definition computes either @var{a} or @var{b} twice, with bad
  156. results if the operand has side effects.  In GNU C, if you know the
  157. type of the operands (here let's assume @code{int}), you can define
  158. the macro safely as follows:
  159.  
  160. @example
  161. #define maxint(a,b) \
  162.   (@{int _a = (a), _b = (b); _a > _b ? _a : _b; @})
  163. @end example
  164.  
  165. Embedded statements are not allowed in constant expressions, such as
  166. the value of an enumeration constant, the width of a bit field, or
  167. the initial value of a static variable.
  168.  
  169. If you don't know the type of the operand, you can still do this, but you
  170. must use @code{typeof} (@pxref{Typeof}) or type naming (@pxref{Naming
  171. Types}).
  172.  
  173. @node Local Labels
  174. @section Locally Declared Labels
  175. @cindex local labels
  176. @cindex macros, local labels
  177.  
  178. Each statement expression is a scope in which @dfn{local labels} can be
  179. declared.  A local label is simply an identifier; you can jump to it
  180. with an ordinary @code{goto} statement, but only from within the
  181. statement expression it belongs to.
  182.  
  183. A local label declaration looks like this:
  184.  
  185. @example
  186. __label__ @var{label};
  187. @end example
  188.  
  189. @noindent
  190. or
  191.  
  192. @example
  193. __label__ @var{label1}, @var{label2}, @dots{};
  194. @end example
  195.  
  196. Local label declarations must come at the beginning of the statement
  197. expression, right after the @samp{(@{}, before any ordinary
  198. declarations.
  199.  
  200. The label declaration defines the label @emph{name}, but does not define
  201. the label itself.  You must do this in the usual way, with
  202. @code{@var{label}:}, within the statements of the statement expression.
  203.  
  204. The local label feature is useful because statement expressions are
  205. often used in macros.  If the macro contains nested loops, a @code{goto}
  206. can be useful for breaking out of them.  However, an ordinary label
  207. whose scope is the whole function cannot be used: if the macro can be
  208. expanded several times in one function, the label will be multiply
  209. defined in that function.  A local label avoids this problem.  For
  210. example:
  211.  
  212. @example
  213. #define SEARCH(array, target)                     \
  214. (@{                                               \
  215.   __label__ found;                                \
  216.   typeof (target) _SEARCH_target = (target);      \
  217.   typeof (*(array)) *_SEARCH_array = (array);     \
  218.   int i, j;                                       \
  219.   int value;                                      \
  220.   for (i = 0; i < max; i++)                       \
  221.     for (j = 0; j < max; j++)                     \
  222.       if (_SEARCH_array[i][j] == _SEARCH_target)  \
  223.         @{ value = i; goto found; @}              \
  224.   value = -1;                                     \
  225.  found:                                           \
  226.   value;                                          \
  227. @})
  228. @end example
  229.  
  230. @node Labels as Values
  231. @section Labels as Values
  232. @cindex labels as values
  233. @cindex computed gotos
  234. @cindex goto with computed label 
  235. @cindex address of a label
  236.  
  237. You can get the address of a label defined in the current function
  238. (or a containing function) with the unary operator @samp{&&}.  The
  239. value has type @code{void *}.  This value is a constant and can be used 
  240. wherever a constant of that type is valid.  For example:
  241.  
  242. @example
  243. void *ptr;
  244. @dots{}
  245. ptr = &&foo;
  246. @end example
  247.  
  248. To use these values, you need to be able to jump to one.  This is done
  249. with the computed goto statement@footnote{The analogous feature in
  250. Fortran is called an assigned goto, but that name seems inappropriate in
  251. C, where one can do more than simply store label addresses in label
  252. variables.}, @code{goto *@var{exp};}.  For example,
  253.  
  254. @example
  255. goto *ptr;
  256. @end example
  257.  
  258. @noindent
  259. Any expression of type @code{void *} is allowed.
  260.  
  261. One way of using these constants is in initializing a static array that
  262. will serve as a jump table:
  263.  
  264. @example
  265. static void *array[] = @{ &&foo, &&bar, &&hack @};
  266. @end example
  267.  
  268. Then you can select a label with indexing, like this:
  269.  
  270. @example
  271. goto *array[i];
  272. @end example
  273.  
  274. @noindent
  275. Note that this does not check whether the subscript is in bounds---array
  276. indexing in C never does that.
  277.  
  278. Such an array of label values serves a purpose much like that of the
  279. @code{switch} statement.  The @code{switch} statement is cleaner, so
  280. use that rather than an array unless the problem does not fit a
  281. @code{switch} statement very well.
  282.  
  283. Another use of label values is in an interpreter for threaded code.
  284. The labels within the interpreter function can be stored in the
  285. threaded code for super-fast dispatching.  
  286.  
  287. You can use this mechanism to jump to code in a different function.  If
  288. you do that, totally unpredictable things will happen.  The best way to
  289. avoid this is to store the label address only in automatic variables and
  290. never pass it as an argument.
  291.  
  292. @node Nested Functions
  293. @section Nested Functions
  294. @cindex nested functions
  295. @cindex downward funargs
  296. @cindex thunks
  297.  
  298. A @dfn{nested function} is a function defined inside another function.
  299. (Nested functions are not supported for GNU C++.)  The nested function's
  300. name is local to the block where it is defined.  For example, here we
  301. define a nested function named @code{square}, and call it twice:
  302.  
  303. @example
  304. @group
  305. foo (double a, double b)
  306. @{
  307.   double square (double z) @{ return z * z; @}
  308.  
  309.   return square (a) + square (b);
  310. @}
  311. @end group
  312. @end example
  313.  
  314. The nested function can access all the variables of the containing
  315. function that are visible at the point of its definition.  This is
  316. called @dfn{lexical scoping}.  For example, here we show a nested
  317. function which uses an inherited variable named @code{offset}:
  318.  
  319. @example
  320. bar (int *array, int offset, int size)
  321. @{
  322.   int access (int *array, int index)
  323.     @{ return array[index + offset]; @}
  324.   int i;
  325.   @dots{}
  326.   for (i = 0; i < size; i++)
  327.     @dots{} access (array, i) @dots{}
  328. @}
  329. @end example
  330.  
  331. Nested function definitions are permitted within functions in the places
  332. where variable definitions are allowed; that is, in any block, before
  333. the first statement in the block.
  334.  
  335. It is possible to call the nested function from outside the scope of its
  336. name by storing its address or passing the address to another function:
  337.  
  338. @example
  339. hack (int *array, int size)
  340. @{
  341.   void store (int index, int value)
  342.     @{ array[index] = value; @}
  343.  
  344.   intermediate (store, size);
  345. @}
  346. @end example
  347.  
  348. Here, the function @code{intermediate} receives the address of
  349. @code{store} as an argument.  If @code{intermediate} calls @code{store},
  350. the arguments given to @code{store} are used to store into @code{array}.
  351. But this technique works only so long as the containing function
  352. (@code{hack}, in this example) does not exit.
  353.  
  354. If you try to call the nested function through its address after the
  355. containing function has exited, all hell will break loose.  If you try
  356. to call it after a containing scope level has exited, and if it refers
  357. to some of the variables that are no longer in scope, you may be lucky,
  358. but it's not wise to take the risk.  If, however, the nested function
  359. does not refer to anything that has gone out of scope, you should be
  360. safe.
  361.  
  362. GNU CC implements taking the address of a nested function using a
  363. technique called @dfn{trampolines}.  A paper describing them is
  364. available from @samp{maya.idiap.ch} in directory @file{pub/tmb},
  365. file @file{usenix88-lexic.ps.Z}.
  366.  
  367. A nested function can jump to a label inherited from a containing
  368. function, provided the label was explicitly declared in the containing
  369. function (@pxref{Local Labels}).  Such a jump returns instantly to the
  370. containing function, exiting the nested function which did the
  371. @code{goto} and any intermediate functions as well.  Here is an example:
  372.  
  373. @example
  374. @group
  375. bar (int *array, int offset, int size)
  376. @{
  377.   __label__ failure;
  378.   int access (int *array, int index)
  379.     @{
  380.       if (index > size)
  381.         goto failure;
  382.       return array[index + offset];
  383.     @}
  384.   int i;
  385.   @dots{}
  386.   for (i = 0; i < size; i++)
  387.     @dots{} access (array, i) @dots{}
  388.   @dots{}
  389.   return 0;
  390.  
  391.  /* @r{Control comes here from @code{access}
  392.     if it detects an error.}  */
  393.  failure:
  394.   return -1;
  395. @}
  396. @end group
  397. @end example
  398.  
  399. A nested function always has internal linkage.  Declaring one with
  400. @code{extern} is erroneous.  If you need to declare the nested function
  401. before its definition, use @code{auto} (which is otherwise meaningless
  402. for function declarations).
  403.  
  404. @example
  405. bar (int *array, int offset, int size)
  406. @{
  407.   __label__ failure;
  408.   auto int access (int *, int);
  409.   @dots{}
  410.   int access (int *array, int index)
  411.     @{
  412.       if (index > size)
  413.         goto failure;
  414.       return array[index + offset];
  415.     @}
  416.   @dots{}
  417. @}
  418. @end example
  419.  
  420. @node Constructing Calls
  421. @section Constructing Function Calls
  422. @cindex constructing calls
  423. @cindex forwarding calls
  424.  
  425. Using the built-in functions described below, you can record
  426. the arguments a function received, and call another function
  427. with the same arguments, without knowing the number or types
  428. of the arguments.
  429.  
  430. You can also record the return value of that function call,
  431. and later return that value, without knowing what data type
  432. the function tried to return (as long as your caller expects
  433. that data type).
  434.  
  435. @table @code
  436. @findex __builtin_apply_args
  437. @item __builtin_apply_args ()
  438. This built-in function returns a pointer of type @code{void *} to data
  439. describing how to perform a call with the same arguments as were passed
  440. to the current function.
  441.  
  442. The function saves the arg pointer register, structure value address,
  443. and all registers that might be used to pass arguments to a function
  444. into a block of memory allocated on the stack.  Then it returns the
  445. address of that block.
  446.  
  447. @findex __builtin_apply
  448. @item __builtin_apply (@var{function}, @var{arguments}, @var{size})
  449. This built-in function invokes @var{function} (type @code{void (*)()})
  450. with a copy of the parameters described by @var{arguments} (type
  451. @code{void *}) and @var{size} (type @code{int}).
  452.  
  453. The value of @var{arguments} should be the value returned by
  454. @code{__builtin_apply_args}.  The argument @var{size} specifies the size
  455. of the stack argument data, in bytes.
  456.  
  457. This function returns a pointer of type @code{void *} to data describing
  458. how to return whatever value was returned by @var{function}.  The data
  459. is saved in a block of memory allocated on the stack.
  460.  
  461. It is not always simple to compute the proper value for @var{size}.  The
  462. value is used by @code{__builtin_apply} to compute the amount of data
  463. that should be pushed on the stack and copied from the incoming argument
  464. area.
  465.  
  466. @findex __builtin_return
  467. @item __builtin_return (@var{result})
  468. This built-in function returns the value described by @var{result} from
  469. the containing function.  You should specify, for @var{result}, a value
  470. returned by @code{__builtin_apply}.
  471. @end table
  472.  
  473. @node Naming Types
  474. @section Naming an Expression's Type
  475. @cindex naming types
  476.  
  477. You can give a name to the type of an expression using a @code{typedef}
  478. declaration with an initializer.  Here is how to define @var{name} as a
  479. type name for the type of @var{exp}:
  480.  
  481. @example
  482. typedef @var{name} = @var{exp};
  483. @end example
  484.  
  485. This is useful in conjunction with the statements-within-expressions
  486. feature.  Here is how the two together can be used to define a safe
  487. ``maximum'' macro that operates on any arithmetic type:
  488.  
  489. @example
  490. #define max(a,b) \
  491.   (@{typedef _ta = (a), _tb = (b);  \
  492.     _ta _a = (a); _tb _b = (b);     \
  493.     _a > _b ? _a : _b; @})
  494. @end example
  495.  
  496. @cindex underscores in variables in macros
  497. @cindex @samp{_} in variables in macros
  498. @cindex local variables in macros
  499. @cindex variables, local, in macros
  500. @cindex macros, local variables in
  501.  
  502. The reason for using names that start with underscores for the local
  503. variables is to avoid conflicts with variable names that occur within the
  504. expressions that are substituted for @code{a} and @code{b}.  Eventually we
  505. hope to design a new form of declaration syntax that allows you to declare
  506. variables whose scopes start only after their initializers; this will be a
  507. more reliable way to prevent such conflicts.
  508.  
  509. @node Typeof
  510. @section Referring to a Type with @code{typeof}
  511. @findex typeof
  512. @findex sizeof
  513. @cindex macros, types of arguments
  514.  
  515. Another way to refer to the type of an expression is with @code{typeof}.
  516. The syntax of using of this keyword looks like @code{sizeof}, but the
  517. construct acts semantically like a type name defined with @code{typedef}.
  518.  
  519. There are two ways of writing the argument to @code{typeof}: with an
  520. expression or with a type.  Here is an example with an expression:
  521.  
  522. @example
  523. typeof (x[0](1))
  524. @end example
  525.  
  526. @noindent
  527. This assumes that @code{x} is an array of functions; the type described
  528. is that of the values of the functions.
  529.  
  530. Here is an example with a typename as the argument:
  531.  
  532. @example
  533. typeof (int *)
  534. @end example
  535.  
  536. @noindent
  537. Here the type described is that of pointers to @code{int}.
  538.  
  539. If you are writing a header file that must work when included in ANSI C
  540. programs, write @code{__typeof__} instead of @code{typeof}.
  541. @xref{Alternate Keywords}.
  542.  
  543. A @code{typeof}-construct can be used anywhere a typedef name could be
  544. used.  For example, you can use it in a declaration, in a cast, or inside
  545. of @code{sizeof} or @code{typeof}.
  546.  
  547. @itemize @bullet
  548. @item
  549. This declares @code{y} with the type of what @code{x} points to.
  550.  
  551. @example
  552. typeof (*x) y;
  553. @end example
  554.  
  555. @item
  556. This declares @code{y} as an array of such values.
  557.  
  558. @example
  559. typeof (*x) y[4];
  560. @end example
  561.  
  562. @item
  563. This declares @code{y} as an array of pointers to characters:
  564.  
  565. @example
  566. typeof (typeof (char *)[4]) y;
  567. @end example
  568.  
  569. @noindent
  570. It is equivalent to the following traditional C declaration:
  571.  
  572. @example
  573. char *y[4];
  574. @end example
  575.  
  576. To see the meaning of the declaration using @code{typeof}, and why it
  577. might be a useful way to write, let's rewrite it with these macros:
  578.  
  579. @example
  580. #define pointer(T)  typeof(T *)
  581. #define array(T, N) typeof(T [N])
  582. @end example
  583.  
  584. @noindent
  585. Now the declaration can be rewritten this way:
  586.  
  587. @example
  588. array (pointer (char), 4) y;
  589. @end example
  590.  
  591. @noindent
  592. Thus, @code{array (pointer (char), 4)} is the type of arrays of 4
  593. pointers to @code{char}.
  594. @end itemize
  595.  
  596. @node Lvalues
  597. @section Generalized Lvalues
  598. @cindex compound expressions as lvalues
  599. @cindex expressions, compound, as lvalues
  600. @cindex conditional expressions as lvalues
  601. @cindex expressions, conditional, as lvalues
  602. @cindex casts as lvalues
  603. @cindex generalized lvalues
  604. @cindex lvalues, generalized
  605. @cindex extensions, @code{?:}
  606. @cindex @code{?:} extensions
  607. Compound expressions, conditional expressions and casts are allowed as
  608. lvalues provided their operands are lvalues.  This means that you can take
  609. their addresses or store values into them.
  610.  
  611. For example, a compound expression can be assigned, provided the last
  612. expression in the sequence is an lvalue.  These two expressions are
  613. equivalent:
  614.  
  615. @example
  616. (a, b) += 5
  617. a, (b += 5)
  618. @end example
  619.  
  620. Similarly, the address of the compound expression can be taken.  These two
  621. expressions are equivalent:
  622.  
  623. @example
  624. &(a, b)
  625. a, &b
  626. @end example
  627.  
  628. A conditional expression is a valid lvalue if its type is not void and the
  629. true and false branches are both valid lvalues.  For example, these two
  630. expressions are equivalent:
  631.  
  632. @example
  633. (a ? b : c) = 5
  634. (a ? b = 5 : (c = 5))
  635. @end example
  636.  
  637. A cast is a valid lvalue if its operand is an lvalue.  A simple
  638. assignment whose left-hand side is a cast works by converting the
  639. right-hand side first to the specified type, then to the type of the
  640. inner left-hand side expression.  After this is stored, the value is
  641. converted back to the specified type to become the value of the
  642. assignment.  Thus, if @code{a} has type @code{char *}, the following two
  643. expressions are equivalent:
  644.  
  645. @example
  646. (int)a = 5
  647. (int)(a = (char *)(int)5)
  648. @end example
  649.  
  650. An assignment-with-arithmetic operation such as @samp{+=} applied to a cast
  651. performs the arithmetic using the type resulting from the cast, and then
  652. continues as in the previous case.  Therefore, these two expressions are
  653. equivalent:
  654.  
  655. @example
  656. (int)a += 5
  657. (int)(a = (char *)(int) ((int)a + 5))
  658. @end example
  659.  
  660. You cannot take the address of an lvalue cast, because the use of its
  661. address would not work out coherently.  Suppose that @code{&(int)f} were
  662. permitted, where @code{f} has type @code{float}.  Then the following
  663. statement would try to store an integer bit-pattern where a floating
  664. point number belongs:
  665.  
  666. @example
  667. *&(int)f = 1;
  668. @end example
  669.  
  670. This is quite different from what @code{(int)f = 1} would do---that
  671. would convert 1 to floating point and store it.  Rather than cause this
  672. inconsistency, we think it is better to prohibit use of @samp{&} on a cast.
  673.  
  674. If you really do want an @code{int *} pointer with the address of
  675. @code{f}, you can simply write @code{(int *)&f}.
  676.  
  677. @node Conditionals
  678. @section Conditionals with Omitted Operands
  679. @cindex conditional expressions, extensions
  680. @cindex omitted middle-operands
  681. @cindex middle-operands, omitted
  682. @cindex extensions, @code{?:}
  683. @cindex @code{?:} extensions
  684.  
  685. The middle operand in a conditional expression may be omitted.  Then
  686. if the first operand is nonzero, its value is the value of the conditional
  687. expression.
  688.  
  689. Therefore, the expression
  690.  
  691. @example
  692. x ? : y
  693. @end example
  694.  
  695. @noindent
  696. has the value of @code{x} if that is nonzero; otherwise, the value of
  697. @code{y}.
  698.  
  699. This example is perfectly equivalent to
  700.  
  701. @example
  702. x ? x : y
  703. @end example
  704.  
  705. @cindex side effect in ?:
  706. @cindex ?: side effect
  707. @noindent
  708. In this simple case, the ability to omit the middle operand is not
  709. especially useful.  When it becomes useful is when the first operand does,
  710. or may (if it is a macro argument), contain a side effect.  Then repeating
  711. the operand in the middle would perform the side effect twice.  Omitting
  712. the middle operand uses the value already computed without the undesirable
  713. effects of recomputing it.
  714.  
  715. @node Long Long
  716. @section Double-Word Integers
  717. @cindex @code{long long} data types
  718. @cindex double-word arithmetic
  719. @cindex multiprecision arithmetic
  720.  
  721. GNU C supports data types for integers that are twice as long as
  722. @code{long int}.  Simply write @code{long long int} for a signed
  723. integer, or @code{unsigned long long int} for an unsigned integer.
  724. To make an integer constant of type @code{long long int}, add the suffix
  725. @code{LL} to the integer.  To make an integer constant of type
  726. @code{unsigned long long int}, add the suffix @code{ULL} to the integer.
  727.  
  728. You can use these types in arithmetic like any other integer types.
  729. Addition, subtraction, and bitwise boolean operations on these types
  730. are open-coded on all types of machines.  Multiplication is open-coded
  731. if the machine supports fullword-to-doubleword a widening multiply
  732. instruction.  Division and shifts are open-coded only on machines that
  733. provide special support.  The operations that are not open-coded use
  734. special library routines that come with GNU CC.
  735.  
  736. There may be pitfalls when you use @code{long long} types for function
  737. arguments, unless you declare function prototypes.  If a function
  738. expects type @code{int} for its argument, and you pass a value of type
  739. @code{long long int}, confusion will result because the caller and the
  740. subroutine will disagree about the number of bytes for the argument.
  741. Likewise, if the function expects @code{long long int} and you pass
  742. @code{int}.  The best way to avoid such problems is to use prototypes.
  743.  
  744. @node Complex
  745. @section Complex Numbers
  746. @cindex complex numbers
  747.  
  748. GNU C supports complex data types.  You can declare both complex integer
  749. types and complex floating types, using the keyword @code{__complex__}.
  750.  
  751. For example, @samp{__complex__ double x;} declares @code{x} as a
  752. variable whose real part and imaginary part are both of type
  753. @code{double}.  @samp{__complex__ short int y;} declares @code{y} to
  754. have real and imaginary parts of type @code{short int}; this is not
  755. likely to be useful, but it shows that the set of complex types is
  756. complete.
  757.  
  758. To write a constant with a complex data type, use the suffix @samp{i} or
  759. @samp{j} (either one; they are equivalent).  For example, @code{2.5fi}
  760. has type @code{__complex__ float} and @code{3i} has type
  761. @code{__complex__ int}.  Such a constant always has a pure imaginary
  762. value, but you can form any complex value you like by adding one to a
  763. real constant.
  764.  
  765. To extract the real part of a complex-valued expression @var{exp}, write
  766. @code{__real__ @var{exp}}.  Likewise, use @code{__imag__} to
  767. extract the imaginary part.
  768.  
  769. The operator @samp{~} performs complex conjugation when used on a value
  770. with a complex type.
  771.  
  772. GNU CC can allocate complex automatic variables in a noncontiguous
  773. fashion; it's even possible for the real part to be in a register while
  774. the imaginary part is on the stack (or vice-versa).  None of the
  775. supported debugging info formats has a way to represent noncontiguous
  776. allocation like this, so GNU CC describes a noncontiguous complex
  777. variable as if it were two separate variables of noncomplex type.
  778. If the variable's actual name is @code{foo}, the two fictitious 
  779. variables are named @code{foo$real} and @code{foo$imag}.  You can
  780. examine and set these two fictitious variables with your debugger.
  781.  
  782. A future version of GDB will know how to recognize such pairs and treat
  783. them as a single variable with a complex type.
  784.  
  785. @node Zero Length
  786. @section Arrays of Length Zero
  787. @cindex arrays of length zero
  788. @cindex zero-length arrays
  789. @cindex length-zero arrays
  790.  
  791. Zero-length arrays are allowed in GNU C.  They are very useful as the last
  792. element of a structure which is really a header for a variable-length
  793. object:
  794.  
  795. @example
  796. struct line @{
  797.   int length;
  798.   char contents[0];
  799. @};
  800.  
  801. @{
  802.   struct line *thisline = (struct line *)
  803.     malloc (sizeof (struct line) + this_length);
  804.   thisline->length = this_length;
  805. @}
  806. @end example
  807.  
  808. In standard C, you would have to give @code{contents} a length of 1, which
  809. means either you waste space or complicate the argument to @code{malloc}.
  810.  
  811. @node Variable Length
  812. @section Arrays of Variable Length
  813. @cindex variable-length arrays
  814. @cindex arrays of variable length
  815.  
  816. Variable-length automatic arrays are allowed in GNU C.  These arrays are
  817. declared like any other automatic arrays, but with a length that is not
  818. a constant expression.  The storage is allocated at the point of
  819. declaration and deallocated when the brace-level is exited.  For
  820. example:
  821.  
  822. @example
  823. FILE *
  824. concat_fopen (char *s1, char *s2, char *mode)
  825. @{
  826.   char str[strlen (s1) + strlen (s2) + 1];
  827.   strcpy (str, s1);
  828.   strcat (str, s2);
  829.   return fopen (str, mode);
  830. @}
  831. @end example
  832.  
  833. @cindex scope of a variable length array
  834. @cindex variable-length array scope
  835. @cindex deallocating variable length arrays
  836. Jumping or breaking out of the scope of the array name deallocates the
  837. storage.  Jumping into the scope is not allowed; you get an error
  838. message for it.
  839.  
  840. @cindex @code{alloca} vs variable-length arrays
  841. You can use the function @code{alloca} to get an effect much like
  842. variable-length arrays.  The function @code{alloca} is available in
  843. many other C implementations (but not in all).  On the other hand,
  844. variable-length arrays are more elegant.
  845.  
  846. There are other differences between these two methods.  Space allocated
  847. with @code{alloca} exists until the containing @emph{function} returns.
  848. The space for a variable-length array is deallocated as soon as the array
  849. name's scope ends.  (If you use both variable-length arrays and
  850. @code{alloca} in the same function, deallocation of a variable-length array
  851. will also deallocate anything more recently allocated with @code{alloca}.)
  852.  
  853. You can also use variable-length arrays as arguments to functions:
  854.  
  855. @example
  856. struct entry
  857. tester (int len, char data[len][len])
  858. @{
  859.   @dots{}
  860. @}
  861. @end example
  862.  
  863. The length of an array is computed once when the storage is allocated
  864. and is remembered for the scope of the array in case you access it with
  865. @code{sizeof}.
  866.  
  867. If you want to pass the array first and the length afterward, you can
  868. use a forward declaration in the parameter list---another GNU extension.
  869.  
  870. @example
  871. struct entry
  872. tester (int len; char data[len][len], int len)
  873. @{
  874.   @dots{}
  875. @}
  876. @end example
  877.  
  878. @cindex parameter forward declaration
  879. The @samp{int len} before the semicolon is a @dfn{parameter forward
  880. declaration}, and it serves the purpose of making the name @code{len}
  881. known when the declaration of @code{data} is parsed.
  882.  
  883. You can write any number of such parameter forward declarations in the
  884. parameter list.  They can be separated by commas or semicolons, but the
  885. last one must end with a semicolon, which is followed by the ``real''
  886. parameter declarations.  Each forward declaration must match a ``real''
  887. declaration in parameter name and data type.
  888.  
  889. @node Macro Varargs
  890. @section Macros with Variable Numbers of Arguments
  891. @cindex variable number of arguments
  892. @cindex macro with variable arguments
  893. @cindex rest argument (in macro)
  894.  
  895. In GNU C, a macro can accept a variable number of arguments, much as a
  896. function can.  The syntax for defining the macro looks much like that
  897. used for a function.  Here is an example:
  898.  
  899. @example
  900. #define eprintf(format, args...)  \
  901.  fprintf (stderr, format , ## args)
  902. @end example
  903.  
  904. Here @code{args} is a @dfn{rest argument}: it takes in zero or more
  905. arguments, as many as the call contains.  All of them plus the commas
  906. between them form the value of @code{args}, which is substituted into
  907. the macro body where @code{args} is used.  Thus, we have this expansion:
  908.  
  909. @example
  910. eprintf ("%s:%d: ", input_file_name, line_number)
  911. @expansion{}
  912. fprintf (stderr, "%s:%d: " , input_file_name, line_number)
  913. @end example
  914.  
  915. @noindent
  916. Note that the comma after the string constant comes from the definition
  917. of @code{eprintf}, whereas the last comma comes from the value of
  918. @code{args}.
  919.  
  920. The reason for using @samp{##} is to handle the case when @code{args}
  921. matches no arguments at all.  In this case, @code{args} has an empty
  922. value.  In this case, the second comma in the definition becomes an
  923. embarrassment: if it got through to the expansion of the macro, we would
  924. get something like this:
  925.  
  926. @example
  927. fprintf (stderr, "success!\n" , )
  928. @end example
  929.  
  930. @noindent
  931. which is invalid C syntax.  @samp{##} gets rid of the comma, so we get
  932. the following instead:
  933.  
  934. @example
  935. fprintf (stderr, "success!\n")
  936. @end example
  937.  
  938. This is a special feature of the GNU C preprocessor: @samp{##} before a
  939. rest argument that is empty discards the preceding sequence of
  940. non-whitespace characters from the macro definition.  (If another macro
  941. argument precedes, none of it is discarded.)
  942.  
  943. It might be better to discard the last preprocessor token instead of the
  944. last preceding sequence of non-whitespace characters; in fact, we may
  945. someday change this feature to do so.  We advise you to write the macro
  946. definition so that the preceding sequence of non-whitespace characters
  947. is just a single token, so that the meaning will not change if we change
  948. the definition of this feature.
  949.  
  950. @node Subscripting
  951. @section Non-Lvalue Arrays May Have Subscripts
  952. @cindex subscripting
  953. @cindex arrays, non-lvalue
  954.  
  955. @cindex subscripting and function values
  956. Subscripting is allowed on arrays that are not lvalues, even though the
  957. unary @samp{&} operator is not.  For example, this is valid in GNU C though
  958. not valid in other C dialects:
  959.  
  960. @example
  961. @group
  962. struct foo @{int a[4];@};
  963.  
  964. struct foo f();
  965.  
  966. bar (int index)
  967. @{
  968.   return f().a[index];
  969. @}
  970. @end group
  971. @end example
  972.  
  973. @node Pointer Arith
  974. @section Arithmetic on @code{void}- and Function-Pointers
  975. @cindex void pointers, arithmetic
  976. @cindex void, size of pointer to
  977. @cindex function pointers, arithmetic
  978. @cindex function, size of pointer to
  979.  
  980. In GNU C, addition and subtraction operations are supported on pointers to
  981. @code{void} and on pointers to functions.  This is done by treating the
  982. size of a @code{void} or of a function as 1.
  983.  
  984. A consequence of this is that @code{sizeof} is also allowed on @code{void}
  985. and on function types, and returns 1.
  986.  
  987. The option @samp{-Wpointer-arith} requests a warning if these extensions
  988. are used.
  989.  
  990. @node Initializers
  991. @section Non-Constant Initializers
  992. @cindex initializers, non-constant
  993. @cindex non-constant initializers
  994.  
  995. The elements of an aggregate initializer for an automatic variable are
  996. not required to be constant expressions in GNU C.  Here is an example of
  997. an initializer with run-time varying elements:
  998.  
  999. @example
  1000. foo (float f, float g)
  1001. @{
  1002.   float beat_freqs[2] = @{ f-g, f+g @};
  1003.   @dots{}
  1004. @}
  1005. @end example
  1006.  
  1007. @node Constructors
  1008. @section Constructor Expressions
  1009. @cindex constructor expressions
  1010. @cindex initializations in expressions
  1011. @cindex structures, constructor expression
  1012. @cindex expressions, constructor 
  1013.  
  1014. GNU C supports constructor expressions.  A constructor looks like
  1015. a cast containing an initializer.  Its value is an object of the
  1016. type specified in the cast, containing the elements specified in
  1017. the initializer.
  1018.  
  1019. Usually, the specified type is a structure.  Assume that
  1020. @code{struct foo} and @code{structure} are declared as shown:
  1021.  
  1022. @example
  1023. struct foo @{int a; char b[2];@} structure;
  1024. @end example
  1025.  
  1026. @noindent
  1027. Here is an example of constructing a @code{struct foo} with a constructor:
  1028.  
  1029. @example
  1030. structure = ((struct foo) @{x + y, 'a', 0@});
  1031. @end example
  1032.  
  1033. @noindent
  1034. This is equivalent to writing the following:
  1035.  
  1036. @example
  1037. @{
  1038.   struct foo temp = @{x + y, 'a', 0@};
  1039.   structure = temp;
  1040. @}
  1041. @end example
  1042.  
  1043. You can also construct an array.  If all the elements of the constructor
  1044. are (made up of) simple constant expressions, suitable for use in
  1045. initializers, then the constructor is an lvalue and can be coerced to a
  1046. pointer to its first element, as shown here:
  1047.  
  1048. @example
  1049. char **foo = (char *[]) @{ "x", "y", "z" @};
  1050. @end example
  1051.  
  1052. Array constructors whose elements are not simple constants are
  1053. not very useful, because the constructor is not an lvalue.  There
  1054. are only two valid ways to use it: to subscript it, or initialize
  1055. an array variable with it.  The former is probably slower than a
  1056. @code{switch} statement, while the latter does the same thing an
  1057. ordinary C initializer would do.  Here is an example of
  1058. subscripting an array constructor:
  1059.  
  1060. @example
  1061. output = ((int[]) @{ 2, x, 28 @}) [input];
  1062. @end example
  1063.  
  1064. Constructor expressions for scalar types and union types are is
  1065. also allowed, but then the constructor expression is equivalent
  1066. to a cast.
  1067.  
  1068. @node Labeled Elements
  1069. @section Labeled Elements in Initializers
  1070. @cindex initializers with labeled elements
  1071. @cindex labeled elements in initializers
  1072. @cindex case labels in initializers
  1073.  
  1074. Standard C requires the elements of an initializer to appear in a fixed
  1075. order, the same as the order of the elements in the array or structure
  1076. being initialized.
  1077.  
  1078. In GNU C you can give the elements in any order, specifying the array
  1079. indices or structure field names they apply to.
  1080.  
  1081. To specify an array index, write @samp{[@var{index}] =} before the
  1082. element value.  For example,
  1083.  
  1084. @example
  1085. int a[6] = @{ [4] = 29, [2] = 15 @};
  1086. @end example
  1087.  
  1088. @noindent
  1089. is equivalent to
  1090.  
  1091. @example
  1092. int a[6] = @{ 0, 0, 15, 0, 29, 0 @};
  1093. @end example
  1094.  
  1095. @noindent
  1096. The index values must be constant expressions, even if the array being
  1097. initialized is automatic.
  1098.  
  1099. In a structure initializer, specify the name of a field to initialize
  1100. with @samp{@var{fieldname}:} before the element value.  For example,
  1101. given the following structure, 
  1102.  
  1103. @example
  1104. struct point @{ int x, y; @};
  1105. @end example
  1106.  
  1107. @noindent
  1108. the following initialization
  1109.  
  1110. @example
  1111. struct point p = @{ y: yvalue, x: xvalue @};
  1112. @end example
  1113.  
  1114. @noindent
  1115. is equivalent to
  1116.  
  1117. @example
  1118. struct point p = @{ xvalue, yvalue @};
  1119. @end example
  1120.  
  1121. Another syntax which has the same meaning is @samp{.@var{fieldname} =}.,
  1122. as shown here:
  1123.  
  1124. @example
  1125. struct point p = @{ .y = yvalue, .x = xvalue @};
  1126. @end example
  1127.  
  1128. You can also use an element label (with either the colon syntax or the
  1129. period-equal syntax) when initializing a union, to specify which element
  1130. of the union should be used.  For example,
  1131.  
  1132. @example
  1133. union foo @{ int i; double d; @};
  1134.  
  1135. union foo f = @{ d: 4 @};
  1136. @end example
  1137.  
  1138. @noindent
  1139. will convert 4 to a @code{double} to store it in the union using
  1140. the second element.  By contrast, casting 4 to type @code{union foo}
  1141. would store it into the union as the integer @code{i}, since it is
  1142. an integer.  (@xref{Cast to Union}.)
  1143.  
  1144. You can combine this technique of naming elements with ordinary C
  1145. initialization of successive elements.  Each initializer element that
  1146. does not have a label applies to the next consecutive element of the
  1147. array or structure.  For example,
  1148.  
  1149. @example
  1150. int a[6] = @{ [1] = v1, v2, [4] = v4 @};
  1151. @end example
  1152.  
  1153. @noindent
  1154. is equivalent to
  1155.  
  1156. @example
  1157. int a[6] = @{ 0, v1, v2, 0, v4, 0 @};
  1158. @end example
  1159.  
  1160. Labeling the elements of an array initializer is especially useful
  1161. when the indices are characters or belong to an @code{enum} type.
  1162. For example:
  1163.  
  1164. @example
  1165. int whitespace[256]
  1166.   = @{ [' '] = 1, ['\t'] = 1, ['\h'] = 1,
  1167.       ['\f'] = 1, ['\n'] = 1, ['\r'] = 1 @};
  1168. @end example
  1169.  
  1170. @node Case Ranges
  1171. @section Case Ranges
  1172. @cindex case ranges
  1173. @cindex ranges in case statements
  1174.  
  1175. You can specify a range of consecutive values in a single @code{case} label,
  1176. like this:
  1177.  
  1178. @example
  1179. case @var{low} ... @var{high}:
  1180. @end example
  1181.  
  1182. @noindent
  1183. This has the same effect as the proper number of individual @code{case}
  1184. labels, one for each integer value from @var{low} to @var{high}, inclusive.
  1185.  
  1186. This feature is especially useful for ranges of ASCII character codes:
  1187.  
  1188. @example
  1189. case 'A' ... 'Z':
  1190. @end example
  1191.  
  1192. @strong{Be careful:} Write spaces around the @code{...}, for otherwise
  1193. it may be parsed wrong when you use it with integer values.  For example,
  1194. write this:
  1195.  
  1196. @example
  1197. case 1 ... 5:
  1198. @end example
  1199.  
  1200. @noindent 
  1201. rather than this:
  1202.  
  1203. @example
  1204. case 1...5:
  1205. @end example
  1206.  
  1207. @quotation
  1208. @emph{Warning to C++ users:} When compiling C++, you must write two dots
  1209. @samp{..} rather than three to specify a range in case statements, thus:
  1210.  
  1211. @example
  1212. case 'A' .. 'Z':
  1213. @end example
  1214.  
  1215. @noindent
  1216. This is an anachronism in the GNU C++ front end, and will be rectified
  1217. in a future release.
  1218. @end quotation
  1219.  
  1220. @node Cast to Union
  1221. @section Cast to a Union Type
  1222. @cindex cast to a union
  1223. @cindex union, casting to a 
  1224.  
  1225. A cast to union type is similar to other casts, except that the type
  1226. specified is a union type.  You can specify the type either with
  1227. @code{union @var{tag}} or with a typedef name.  A cast to union is actually
  1228. a constructor though, not a cast, and hence does not yield an lvalue like
  1229. normal casts.  (@xref{Constructors}.)
  1230.  
  1231. The types that may be cast to the union type are those of the members
  1232. of the union.  Thus, given the following union and variables:
  1233.  
  1234. @example
  1235. union foo @{ int i; double d; @};
  1236. int x;
  1237. double y;
  1238. @end example
  1239.  
  1240. @noindent
  1241. both @code{x} and @code{y} can be cast to type @code{union} foo.
  1242.  
  1243. Using the cast as the right-hand side of an assignment to a variable of
  1244. union type is equivalent to storing in a member of the union:
  1245.  
  1246. @example
  1247. union foo u;
  1248. @dots{}
  1249. u = (union foo) x  @equiv{}  u.i = x
  1250. u = (union foo) y  @equiv{}  u.d = y
  1251. @end example
  1252.  
  1253. You can also use the union cast as a function argument:
  1254.  
  1255. @example
  1256. void hack (union foo);
  1257. @dots{}
  1258. hack ((union foo) x);
  1259. @end example
  1260.  
  1261. @node Function Attributes
  1262. @section Declaring Attributes of Functions
  1263. @cindex function attributes
  1264. @cindex declaring attributes of functions
  1265. @cindex functions that never return
  1266. @cindex functions that have no side effects
  1267. @cindex @code{volatile} applied to function
  1268. @cindex @code{const} applied to function
  1269. @cindex functions with @code{printf} or @code{scanf} style arguments
  1270.  
  1271. In GNU C, you declare certain things about functions called in your program
  1272. which help the compiler optimize function calls and check your code more
  1273. carefully.
  1274.  
  1275. The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
  1276. attributes when making a declaration.  This keyword is followed by an
  1277. attribute specification inside double parentheses.  Three attributes,
  1278. @code{noreturn}, @code{const} and @code{format}, are currently defined
  1279. for functions.  Others are implemented for variables and structure fields
  1280. (@pxref{Variable Attributes}).
  1281.  
  1282. @table @code
  1283. @cindex @code{noreturn} function attribute
  1284. @item noreturn
  1285. A few standard library functions, such as @code{abort} and @code{exit},
  1286. cannot return.  GNU CC knows this automatically.  Some programs define
  1287. their own functions that never return.  You can declare them
  1288. @code{noreturn} to tell the compiler this fact.  For example,
  1289.  
  1290. @smallexample
  1291. void fatal () __attribute__ ((noreturn));
  1292.  
  1293. void
  1294. fatal (@dots{})
  1295. @{
  1296.   @dots{} /* @r{Print error message.} */ @dots{}
  1297.   exit (1);
  1298. @}
  1299. @end smallexample
  1300.  
  1301. The @code{noreturn} keyword tells the compiler to assume that
  1302. @code{fatal} cannot return.  It can then optimize without regard to what
  1303. would happen if @code{fatal} ever did return.  This makes slightly
  1304. better code.  More importantly, it helps avoid spurious warnings of
  1305. uninitialized variables.
  1306.  
  1307. Do not assume that registers saved by the calling function are
  1308. restored before calling the @code{noreturn} function.
  1309.  
  1310. It does not make sense for a @code{noreturn} function to have a return
  1311. type other than @code{void}.
  1312.  
  1313. The attribute @code{noreturn} is not implemented in GNU C versions
  1314. earlier than 2.5.  An alternative way to declare that a function does
  1315. not return, which works in the current version and in some older
  1316. versions, is as follows:
  1317.  
  1318. @smallexample  
  1319. typedef void voidfn ();
  1320.  
  1321. volatile voidfn fatal;
  1322. @end smallexample
  1323.  
  1324. @cindex @code{const} function attribute
  1325. @item const
  1326. Many functions do not examine any values except their arguments, and
  1327. have no effects except the return value.  Such a function can be subject
  1328. to common subexpression elimination and loop optimization just as an
  1329. arithmetic operator would be.  These functions should be declared
  1330. with the attribute @code{const}.  For example,
  1331.  
  1332. @smallexample
  1333. int square (int) __attribute__ ((const));
  1334. @end smallexample
  1335.  
  1336. @noindent
  1337. says that the hypothetical function @code{square} is safe to call
  1338. fewer times than the program says.
  1339.  
  1340. The attribute @code{const} is not implemented in GNU C versions earlier
  1341. than 2.5.  An alternative way to declare that a function has no side
  1342. effects, which works in the current version and in some older versions,
  1343. is as follows:
  1344.  
  1345. @smallexample
  1346. typedef int intfn ();
  1347.  
  1348. extern const intfn square;
  1349. @end smallexample
  1350.  
  1351. @cindex pointer arguments
  1352. Note that a function that has pointer arguments and examines the data
  1353. pointed to must @emph{not} be declared @code{const}.  Likewise, a
  1354. function that calls a non-@code{const} function usually must not be
  1355. @code{const}.  It does not make sense for a @code{const} function to
  1356. return @code{void}.
  1357.  
  1358. @item format (@var{archetype}, @var{string-index}, @var{first-to-check})
  1359. @cindex @code{format} function attribute
  1360. The @code{format} attribute specifies that a function takes @code{printf}
  1361. or @code{scanf} style arguments which should be type-checked against a
  1362. format string.  For example, the declaration:
  1363.  
  1364. @smallexample
  1365. extern int
  1366. my_printf (void *my_object, const char *my_format, ...)
  1367.       __attribute__ ((format (printf, 2, 3)));
  1368. @end smallexample
  1369.  
  1370. @noindent
  1371. causes the compiler to check the arguments in calls to @code{my_printf}
  1372. for consistency with the @code{printf} style format string argument
  1373. @code{my_format}.
  1374.  
  1375. The parameter @var{archetype} determines how the format string is
  1376. interpreted, and should be either @code{printf} or @code{scanf}.  The
  1377. parameter @var{string-index} specifies which argument is the format
  1378. string argument (starting from 1), while @var{first-to-check} is the
  1379. number of the first argument to check against the format string.  For
  1380. functions where the arguments are not available to be checked (such as
  1381. @code{vprintf}), specify the third parameter as zero.  In this case the
  1382. compiler only checks the format string for consistency.
  1383.  
  1384. In the example above, the format string (@code{my_format}) is the second
  1385. argument of the function @code{my_print}, and the arguments to check
  1386. start with the third argument, so the correct parameters for the format
  1387. attribute are 2 and 3.
  1388.  
  1389. The @code{format} attribute allows you to identify your own functions
  1390. which take format strings as arguments, so that GNU CC can check the
  1391. calls to these functions for errors.  The compiler always checks formats
  1392. for the ANSI library functions @code{printf}, @code{fprintf},
  1393. @code{sprintf}, @code{scanf}, @code{fscanf}, @code{sscanf},
  1394. @code{vprintf}, @code{vfprintf} and @code{vsprintf} whenever such
  1395. warnings are requested (using @samp{-Wformat}), so there is no need to
  1396. modify the header file @file{stdio.h}.
  1397. @end table
  1398.  
  1399. You can specify multiple attributes in a declaration by separating them
  1400. by commas within the double parentheses.  Currently it is never useful
  1401. to do this for a function, but it can be useful for a variable.
  1402.  
  1403. @cindex @code{#pragma}, reason for not using
  1404. @cindex pragma, reason for not using
  1405. Some people object to the @code{__attribute__} feature, suggesting that ANSI C's
  1406. @code{#pragma} should be used instead.  There are two reasons for not
  1407. doing this.
  1408.  
  1409. @enumerate
  1410. @item
  1411. It is impossible to generate @code{#pragma} commands from a macro.
  1412.  
  1413. @item
  1414. There is no telling what the same @code{#pragma} might mean in another
  1415. compiler.
  1416. @end enumerate
  1417.  
  1418. These two reasons apply to almost any application that might be proposed
  1419. for @code{#pragma}.  It is basically a mistake to use @code{#pragma} for
  1420. @emph{anything}.
  1421.  
  1422. @node Function Prototypes
  1423. @section Prototypes and Old-Style Function Definitions
  1424. @cindex function prototype declarations
  1425. @cindex old-style function definitions
  1426. @cindex promotion of formal parameters
  1427.  
  1428. GNU C extends ANSI C to allow a function prototype to override a later
  1429. old-style non-prototype definition.  Consider the following example:
  1430.  
  1431. @example
  1432. /* @r{Use prototypes unless the compiler is old-fashioned.}  */
  1433. #if __STDC__
  1434. #define P(x) x
  1435. #else
  1436. #define P(x) ()
  1437. #endif
  1438.  
  1439. /* @r{Prototype function declaration.}  */
  1440. int isroot P((uid_t));
  1441.  
  1442. /* @r{Old-style function definition.}  */
  1443. int
  1444. isroot (x)   /* ??? lossage here ??? */
  1445.      uid_t x;
  1446. @{
  1447.   return x == 0;
  1448. @}
  1449. @end example
  1450.  
  1451. Suppose the type @code{uid_t} happens to be @code{short}.  ANSI C does
  1452. not allow this example, because subword arguments in old-style
  1453. non-prototype definitions are promoted.  Therefore in this example the
  1454. function definition's argument is really an @code{int}, which does not
  1455. match the prototype argument type of @code{short}.
  1456.  
  1457. This restriction of ANSI C makes it hard to write code that is portable
  1458. to traditional C compilers, because the programmer does not know
  1459. whether the @code{uid_t} type is @code{short}, @code{int}, or
  1460. @code{long}.  Therefore, in cases like these GNU C allows a prototype
  1461. to override a later old-style definition.  More precisely, in GNU C, a
  1462. function prototype argument type overrides the argument type specified
  1463. by a later old-style definition if the former type is the same as the
  1464. latter type before promotion.  Thus in GNU C the above example is
  1465. equivalent to the following:
  1466.  
  1467. @example
  1468. int isroot (uid_t);
  1469.  
  1470. int
  1471. isroot (uid_t x)
  1472. @{
  1473.   return x == 0;
  1474. @}
  1475. @end example
  1476.  
  1477. @node Dollar Signs
  1478. @section Dollar Signs in Identifier Names
  1479. @cindex $
  1480. @cindex dollar signs in identifier names
  1481. @cindex identifier names, dollar signs in
  1482.  
  1483. In GNU C, you may use dollar signs in identifier names.  This is because
  1484. many traditional C implementations allow such identifiers.
  1485.  
  1486. On some machines, dollar signs are allowed in identifiers if you specify
  1487. @w{@samp{-traditional}}.  On a few systems they are allowed by default,
  1488. even if you do not use @w{@samp{-traditional}}.  But they are never
  1489. allowed if you specify @w{@samp{-ansi}}.
  1490.  
  1491. There are certain ANSI C programs (obscure, to be sure) that would
  1492. compile incorrectly if dollar signs were permitted in identifiers.  For
  1493. example:
  1494.  
  1495. @example
  1496. #define foo(a) #a
  1497. #define lose(b) foo (b)
  1498. #define test$
  1499. lose (test)
  1500. @end example
  1501.  
  1502. @node Character Escapes
  1503. @section The Character @key{ESC} in Constants
  1504.  
  1505. You can use the sequence @samp{\e} in a string or character constant to
  1506. stand for the ASCII character @key{ESC}.
  1507.  
  1508. @node Alignment
  1509. @section Inquiring on Alignment of Types or Variables
  1510. @cindex alignment
  1511. @cindex type alignment
  1512. @cindex variable alignment
  1513.  
  1514. The keyword @code{__alignof__} allows you to inquire about how an object
  1515. is aligned, or the minimum alignment usually required by a type.  Its
  1516. syntax is just like @code{sizeof}.
  1517.  
  1518. For example, if the target machine requires a @code{double} value to be
  1519. aligned on an 8-byte boundary, then @code{__alignof__ (double)} is 8.
  1520. This is true on many RISC machines.  On more traditional machine
  1521. designs, @code{__alignof__ (double)} is 4 or even 2.
  1522.  
  1523. Some machines never actually require alignment; they allow reference to any
  1524. data type even at an odd addresses.  For these machines, @code{__alignof__}
  1525. reports the @emph{recommended} alignment of a type.
  1526.  
  1527. When the operand of @code{__alignof__} is an lvalue rather than a type, the
  1528. value is the largest alignment that the lvalue is known to have.  It may
  1529. have this alignment as a result of its data type, or because it is part of
  1530. a structure and inherits alignment from that structure.  For example, after
  1531. this declaration:
  1532.  
  1533. @example
  1534. struct foo @{ int x; char y; @} foo1;
  1535. @end example
  1536.  
  1537. @noindent
  1538. the value of @code{__alignof__ (foo1.y)} is probably 2 or 4, the same as
  1539. @code{__alignof__ (int)}, even though the data type of @code{foo1.y}
  1540. does not itself demand any alignment.@refill
  1541.  
  1542. A related feature which lets you specify the alignment of an object is
  1543. @code{__attribute__ ((aligned (@var{alignment})))}; see the following
  1544. section.
  1545.  
  1546. @node Variable Attributes
  1547. @section Specifying Attributes of Variables
  1548. @cindex attribute of variables
  1549. @cindex variable attributes
  1550.  
  1551. The keyword @code{__attribute__} allows you to specify special
  1552. attributes of variables or structure fields.  This keyword is followed
  1553. by an attribute specification inside double parentheses.  Four
  1554. attributes are currently defined: @code{aligned}, @code{format},
  1555. @code{mode} and @code{packed}.  @code{format} is used for functions,
  1556. and thus not documented here; see @ref{Function Attributes}.
  1557.  
  1558. @table @code
  1559. @cindex @code{aligned} attribute
  1560. @item aligned (@var{alignment})
  1561. This attribute specifies a minimum alignment for the variable or
  1562. structure field, measured in bytes.  For example, the declaration:
  1563.  
  1564. @smallexample
  1565. int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;
  1566. @end smallexample
  1567.  
  1568. @noindent
  1569. causes the compiler to allocate the global variable @code{x} on a
  1570. 16-byte boundary.  On a 68040, this could be used in conjunction with
  1571. an @code{asm} expression to access the @code{move16} instruction which
  1572. requires 16-byte aligned operands.
  1573.  
  1574. You can also specify the alignment of structure fields.  For example, to
  1575. create a double-word aligned @code{int} pair, you could write:
  1576.  
  1577. @smallexample
  1578. struct foo @{ int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); @};
  1579. @end smallexample
  1580.  
  1581. @noindent
  1582. This is an alternative to creating a union with a @code{double} member
  1583. that forces the union to be double-word aligned.
  1584.  
  1585. It is not possible to specify the alignment of functions; the alignment
  1586. of functions is determined by the machine's requirements and cannot be
  1587. changed.  You cannot specify alignment for a typedef name because such a
  1588. name is just an alias, not a distinct type.
  1589.  
  1590. The @code{aligned} attribute can only increase the alignment; but you
  1591. can decrease it by specifying @code{packed} as well.  See below.
  1592.  
  1593. The linker of your operating system imposes a maximum alignment.  If the
  1594. linker aligns each object file on a four byte boundary, then it is
  1595. beyond the compiler's power to cause anything to be aligned to a larger
  1596. boundary than that.  For example, if  the linker happens to put this object
  1597. file at address 136 (eight more than a multiple of 64), then the compiler
  1598. cannot guarantee an alignment of more than 8 just by aligning variables in
  1599. the object file.
  1600.  
  1601. @item mode (@var{mode})
  1602. @cindex @code{mode} attribute
  1603. This attribute specifies the data type for the declaration---whichever
  1604. type corresponds to the mode @var{mode}.  This in effect lets you
  1605. request an integer or floating point type according to its width.
  1606.  
  1607. @item packed
  1608. @cindex @code{packed} attribute
  1609. The @code{packed} attribute specifies that a variable or structure field
  1610. should have the smallest possible alignment---one byte for a variable,
  1611. and one bit for a field, unless you specify a larger value with the
  1612. @code{aligned} attribute.
  1613. @end table
  1614.  
  1615. To specify multiple attributes, separate them by commas within the
  1616. double parentheses: for example, @samp{__attribute__ ((aligned (16),
  1617. packed))}.
  1618.  
  1619. @node Inline
  1620. @section An Inline Function is As Fast As a Macro
  1621. @cindex inline functions
  1622. @cindex integrating function code
  1623. @cindex open coding
  1624. @cindex macros, inline alternative
  1625.  
  1626. By declaring a function @code{inline}, you can direct GNU CC to
  1627. integrate that function's code into the code for its callers.  This
  1628. makes execution faster by eliminating the function-call overhead; in
  1629. addition, if any of the actual argument values are constant, their known
  1630. values may permit simplifications at compile time so that not all of the
  1631. inline function's code needs to be included.  The effect on code size is
  1632. less predictable; object code may be larger or smaller with function
  1633. inlining, depending on the particular case.  Inlining of functions is an
  1634. optimization and it really ``works'' only in optimizing compilation.  If
  1635. you don't use @samp{-O}, no function is really inline.
  1636.  
  1637. To declare a function inline, use the @code{inline} keyword in its
  1638. declaration, like this:
  1639.  
  1640. @example
  1641. inline int
  1642. inc (int *a)
  1643. @{
  1644.   (*a)++;
  1645. @}
  1646. @end example
  1647.  
  1648. (If you are writing a header file to be included in ANSI C programs, write
  1649. @code{__inline__} instead of @code{inline}.  @xref{Alternate Keywords}.)
  1650.  
  1651. You can also make all ``simple enough'' functions inline with the option
  1652. @samp{-finline-functions}.  Note that certain usages in a function
  1653. definition can make it unsuitable for inline substitution.
  1654.  
  1655. @cindex automatic @code{inline} for C++ member fns
  1656. @cindex @code{inline} automatic for C++ member fns
  1657. @cindex member fns, automatically @code{inline}
  1658. @cindex C++ member fns, automatically @code{inline}
  1659. For C++ programs, GNU CC automatically inlines member functions even if
  1660. they are not explicitly declared @code{inline}.
  1661. (You can override this with @w{@samp{-fno-default-inline}};
  1662. @pxref{C++ Dialect Options,,Options Controlling C++ Dialect}.)
  1663.  
  1664. @cindex inline functions, omission of
  1665. When a function is both inline and @code{static}, if all calls to the
  1666. function are integrated into the caller, and the function's address is
  1667. never used, then the function's own assembler code is never referenced.
  1668. In this case, GNU CC does not actually output assembler code for the
  1669. function, unless you specify the option @samp{-fkeep-inline-functions}.
  1670. Some calls cannot be integrated for various reasons (in particular,
  1671. calls that precede the function's definition cannot be integrated, and
  1672. neither can recursive calls within the definition).  If there is a
  1673. nonintegrated call, then the function is compiled to assembler code as
  1674. usual.  The function must also be compiled as usual if the program
  1675. refers to its address, because that can't be inlined.
  1676.  
  1677. @cindex non-static inline function
  1678. When an inline function is not @code{static}, then the compiler must assume
  1679. that there may be calls from other source files; since a global symbol can
  1680. be defined only once in any program, the function must not be defined in
  1681. the other source files, so the calls therein cannot be integrated.
  1682. Therefore, a non-@code{static} inline function is always compiled on its
  1683. own in the usual fashion.
  1684.  
  1685. If you specify both @code{inline} and @code{extern} in the function
  1686. definition, then the definition is used only for inlining.  In no case
  1687. is the function compiled on its own, not even if you refer to its
  1688. address explicitly.  Such an address becomes an external reference, as
  1689. if you had only declared the function, and had not defined it.
  1690.  
  1691. This combination of @code{inline} and @code{extern} has almost the
  1692. effect of a macro.  The way to use it is to put a function definition in
  1693. a header file with these keywords, and put another copy of the
  1694. definition (lacking @code{inline} and @code{extern}) in a library file.
  1695. The definition in the header file will cause most calls to the function
  1696. to be inlined.  If any uses of the function remain, they will refer to
  1697. the single copy in the library.
  1698.  
  1699. GNU C does not inline any functions when not optimizing.  It is not
  1700. clear whether it is better to inline or not, in this case, but we found
  1701. that a correct implementation when not optimizing was difficult.  So we
  1702. did the easy thing, and turned it off.
  1703.  
  1704. @node Extended Asm
  1705. @section Assembler Instructions with C Expression Operands
  1706. @cindex extended @code{asm}
  1707. @cindex @code{asm} expressions
  1708. @cindex assembler instructions
  1709. @cindex registers
  1710.  
  1711. In an assembler instruction using @code{asm}, you can now specify the
  1712. operands of the instruction using C expressions.  This means no more
  1713. guessing which registers or memory locations will contain the data you want
  1714. to use.
  1715.  
  1716. You must specify an assembler instruction template much like what appears
  1717. in a machine description, plus an operand constraint string for each
  1718. operand.
  1719.  
  1720. For example, here is how to use the 68881's @code{fsinx} instruction:
  1721.  
  1722. @example
  1723. asm ("fsinx %1,%0" : "=f" (result) : "f" (angle));
  1724. @end example
  1725.  
  1726. @noindent
  1727. Here @code{angle} is the C expression for the input operand while
  1728. @code{result} is that of the output operand.  Each has @samp{"f"} as its
  1729. operand constraint, saying that a floating point register is required.  The
  1730. @samp{=} in @samp{=f} indicates that the operand is an output; all output
  1731. operands' constraints must use @samp{=}.  The constraints use the same
  1732. language used in the machine description (@pxref{Constraints}).
  1733.  
  1734. Each operand is described by an operand-constraint string followed by the C
  1735. expression in parentheses.  A colon separates the assembler template from
  1736. the first output operand, and another separates the last output operand
  1737. from the first input, if any.  Commas separate output operands and separate
  1738. inputs.  The total number of operands is limited to ten or to the maximum
  1739. number of operands in any instruction pattern in the machine description,
  1740. whichever is greater.
  1741.  
  1742. If there are no output operands, and there are input operands, then there
  1743. must be two consecutive colons surrounding the place where the output
  1744. operands would go.
  1745.  
  1746. Output operand expressions must be lvalues; the compiler can check this.
  1747. The input operands need not be lvalues.  The compiler cannot check whether
  1748. the operands have data types that are reasonable for the instruction being
  1749. executed.  It does not parse the assembler instruction template and does
  1750. not know what it means, or whether it is valid assembler input.  The
  1751. extended @code{asm} feature is most often used for machine instructions
  1752. that the compiler itself does not know exist.
  1753.  
  1754. The output operands must be write-only; GNU CC will assume that the values
  1755. in these operands before the instruction are dead and need not be
  1756. generated.  Extended asm does not support input-output or read-write
  1757. operands.  For this reason, the constraint character @samp{+}, which
  1758. indicates such an operand, may not be used.
  1759.  
  1760. When the assembler instruction has a read-write operand, or an operand
  1761. in which only some of the bits are to be changed, you must logically
  1762. split its function into two separate operands, one input operand and one
  1763. write-only output operand.  The connection between them is expressed by
  1764. constraints which say they need to be in the same location when the
  1765. instruction executes.  You can use the same C expression for both
  1766. operands, or different expressions.  For example, here we write the
  1767. (fictitious) @samp{combine} instruction with @code{bar} as its read-only
  1768. source operand and @code{foo} as its read-write destination:
  1769.  
  1770. @example
  1771. asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "0" (foo), "g" (bar));
  1772. @end example
  1773.  
  1774. @noindent
  1775. The constraint @samp{"0"} for operand 1 says that it must occupy the same
  1776. location as operand 0.  A digit in constraint is allowed only in an input
  1777. operand, and it must refer to an output operand.
  1778.  
  1779. Only a digit in the constraint can guarantee that one operand will be in
  1780. the same place as another.  The mere fact that @code{foo} is the value of
  1781. both operands is not enough to guarantee that they will be in the same
  1782. place in the generated assembler code.  The following would not work:
  1783.  
  1784. @example
  1785. asm ("combine %2,%0" : "=r" (foo) : "r" (foo), "g" (bar));
  1786. @end example
  1787.  
  1788. Various optimizations or reloading could cause operands 0 and 1 to be in
  1789. different registers; GNU CC knows no reason not to do so.  For example, the
  1790. compiler might find a copy of the value of @code{foo} in one register and
  1791. use it for operand 1, but generate the output operand 0 in a different
  1792. register (copying it afterward to @code{foo}'s own address).  Of course,
  1793. since the register for operand 1 is not even mentioned in the assembler
  1794. code, the result will not work, but GNU CC can't tell that.
  1795.  
  1796. Some instructions clobber specific hard registers.  To describe this, write
  1797. a third colon after the input operands, followed by the names of the
  1798. clobbered hard registers (given as strings).  Here is a realistic example
  1799. for the Vax:
  1800.  
  1801. @example
  1802. asm volatile ("movc3 %0,%1,%2"
  1803.               : /* no outputs */
  1804.               : "g" (from), "g" (to), "g" (count)
  1805.               : "r0", "r1", "r2", "r3", "r4", "r5");
  1806. @end example
  1807.  
  1808. If you refer to a particular hardware register from the assembler code,
  1809. then you will probably have to list the register after the third colon
  1810. to tell the compiler that the register's value is modified.  In many
  1811. assemblers, the register names begin with @samp{%}; to produce one
  1812. @samp{%} in the assembler code, you must write @samp{%%} in the input.
  1813.  
  1814. If your assembler instruction can alter the condition code register,
  1815. add @samp{cc} to the list of clobbered registers.  GNU CC on some
  1816. machines represents the condition codes as a specific hardware
  1817. register; @samp{cc} serves to name this register.  On other machines,
  1818. the condition code is handled differently, and specifying @samp{cc}
  1819. has no effect.  But it is valid no matter what the machine.
  1820.  
  1821. If your assembler instruction modifies memory in an unpredictable
  1822. fashion, add @samp{memory} to the list of clobbered registers.
  1823. This will cause GNU CC to not keep memory values cached in
  1824. registers across the assembler instruction.
  1825.  
  1826. You can put multiple assembler instructions together in a single @code{asm}
  1827. template, separated either with newlines (written as @samp{\n}) or with
  1828. semicolons if the assembler allows such semicolons.  The GNU assembler
  1829. allows semicolons and all Unix assemblers seem to do so.  The input
  1830. operands are guaranteed not to use any of the clobbered registers, and
  1831. neither will the output operands' addresses, so you can read and write the
  1832. clobbered registers as many times as you like.  Here is an example of
  1833. multiple instructions in a template; it assumes that the subroutine
  1834. @code{_foo} accepts arguments in registers 9 and 10:
  1835.  
  1836. @example
  1837. asm ("movl %0,r9;movl %1,r10;call _foo"
  1838.      : /* no outputs */
  1839.      : "g" (from), "g" (to)
  1840.      : "r9", "r10");
  1841. @end example
  1842.  
  1843. Unless an output operand has the @samp{&} constraint modifier, GNU CC may
  1844. allocate it in the same register as an unrelated input operand, on the
  1845. assumption that the inputs are consumed before the outputs are produced.
  1846. This assumption may be false if the assembler code actually consists of
  1847. more than one instruction.  In such a case, use @samp{&} for each output
  1848. operand that may not overlap an input.
  1849. @xref{Modifiers}.
  1850.  
  1851. If you want to test the condition code produced by an assembler instruction,
  1852. you must include a branch and a label in the @code{asm} construct, as follows:
  1853.  
  1854. @example
  1855. asm ("clr %0;frob %1;beq 0f;mov #1,%0;0:"
  1856.      : "g" (result)
  1857.      : "g" (input));
  1858. @end example
  1859.  
  1860. @noindent
  1861. This assumes your assembler supports local labels, as the GNU assembler
  1862. and most Unix assemblers do.
  1863.  
  1864. Speaking of labels, jumps from one @code{asm} to another are not
  1865. supported.  The compiler's optimizers do not know about these jumps,
  1866. and therefore they cannot take account of them when deciding how to
  1867. optimize.
  1868.  
  1869. @cindex macros containing @code{asm}
  1870. Usually the most convenient way to use these @code{asm} instructions is to
  1871. encapsulate them in macros that look like functions.  For example,
  1872.  
  1873. @example
  1874. #define sin(x)       \
  1875. (@{ double __value, __arg = (x);   \
  1876.    asm ("fsinx %1,%0": "=f" (__value): "f" (__arg));  \
  1877.    __value; @})
  1878. @end example
  1879.  
  1880. @noindent
  1881. Here the variable @code{__arg} is used to make sure that the instruction
  1882. operates on a proper @code{double} value, and to accept only those
  1883. arguments @code{x} which can convert automatically to a @code{double}.
  1884.  
  1885. Another way to make sure the instruction operates on the correct data type
  1886. is to use a cast in the @code{asm}.  This is different from using a
  1887. variable @code{__arg} in that it converts more different types.  For
  1888. example, if the desired type were @code{int}, casting the argument to
  1889. @code{int} would accept a pointer with no complaint, while assigning the
  1890. argument to an @code{int} variable named @code{__arg} would warn about
  1891. using a pointer unless the caller explicitly casts it.
  1892.  
  1893. If an @code{asm} has output operands, GNU CC assumes for optimization
  1894. purposes that the instruction has no side effects except to change the
  1895. output operands.  This does not mean that instructions with a side effect
  1896. cannot be used, but you must be careful, because the compiler may eliminate
  1897. them if the output operands aren't used, or move them out of loops, or
  1898. replace two with one if they constitute a common subexpression.  Also, if
  1899. your instruction does have a side effect on a variable that otherwise
  1900. appears not to change, the old value of the variable may be reused later if
  1901. it happens to be found in a register.
  1902.  
  1903. You can prevent an @code{asm} instruction from being deleted, moved
  1904. significantly, or combined, by writing the keyword @code{volatile} after
  1905. the @code{asm}.  For example:
  1906.  
  1907. @example
  1908. #define set_priority(x)  \
  1909. asm volatile ("set_priority %0": /* no outputs */ : "g" (x))
  1910. @end example
  1911.  
  1912. @noindent
  1913. An instruction without output operands will not be deleted or moved
  1914. significantly, regardless, unless it is unreachable.
  1915.  
  1916. Note that even a volatile @code{asm} instruction can be moved in ways
  1917. that appear insignificant to the compiler, such as across jump
  1918. instructions.  You can't expect a sequence of volatile @code{asm}
  1919. instructions to remain perfectly consecutive.  If you want consecutive
  1920. output, use a single @code{asm}.
  1921.  
  1922. It is a natural idea to look for a way to give access to the condition
  1923. code left by the assembler instruction.  However, when we attempted to
  1924. implement this, we found no way to make it work reliably.  The problem
  1925. is that output operands might need reloading, which would result in
  1926. additional following ``store'' instructions.  On most machines, these
  1927. instructions would alter the condition code before there was time to
  1928. test it.  This problem doesn't arise for ordinary ``test'' and
  1929. ``compare'' instructions because they don't have any output operands.
  1930.  
  1931. If you are writing a header file that should be includable in ANSI C
  1932. programs, write @code{__asm__} instead of @code{asm}.  @xref{Alternate
  1933. Keywords}.
  1934.  
  1935. @ifclear INTERNALS
  1936. @c Show the details on constraints if they do not appear elsewhere in
  1937. @c the manual
  1938. @include md.texi
  1939. @end ifclear
  1940.  
  1941. @node Asm Labels
  1942. @section Controlling Names Used in Assembler Code
  1943. @cindex assembler names for identifiers
  1944. @cindex names used in assembler code
  1945. @cindex identifiers, names in assembler code
  1946.  
  1947. You can specify the name to be used in the assembler code for a C
  1948. function or variable by writing the @code{asm} (or @code{__asm__})
  1949. keyword after the declarator as follows:
  1950.  
  1951. @example
  1952. int foo asm ("myfoo") = 2;
  1953. @end example
  1954.  
  1955. @noindent
  1956. This specifies that the name to be used for the variable @code{foo} in
  1957. the assembler code should be @samp{myfoo} rather than the usual
  1958. @samp{_foo}.
  1959.  
  1960. On systems where an underscore is normally prepended to the name of a C
  1961. function or variable, this feature allows you to define names for the
  1962. linker that do not start with an underscore.
  1963.  
  1964. You cannot use @code{asm} in this way in a function @emph{definition}; but
  1965. you can get the same effect by writing a declaration for the function
  1966. before its definition and putting @code{asm} there, like this:
  1967.  
  1968. @example
  1969. extern func () asm ("FUNC");
  1970.  
  1971. func (x, y)
  1972.      int x, y;
  1973. @dots{}
  1974. @end example
  1975.  
  1976. It is up to you to make sure that the assembler names you choose do not
  1977. conflict with any other assembler symbols.  Also, you must not use a
  1978. register name; that would produce completely invalid assembler code.  GNU
  1979. CC does not as yet have the ability to store static variables in registers.
  1980. Perhaps that will be added.
  1981.  
  1982. @node Explicit Reg Vars
  1983. @section Variables in Specified Registers
  1984. @cindex explicit register variables
  1985. @cindex variables in specified registers
  1986. @cindex specified registers
  1987. @cindex registers, global allocation
  1988.  
  1989. GNU C allows you to put a few global variables into specified hardware
  1990. registers.  You can also specify the register in which an ordinary
  1991. register variable should be allocated.
  1992.  
  1993. @itemize @bullet
  1994. @item
  1995. Global register variables reserve registers throughout the program.
  1996. This may be useful in programs such as programming language
  1997. interpreters which have a couple of global variables that are accessed
  1998. very often.
  1999.  
  2000. @item
  2001. Local register variables in specific registers do not reserve the
  2002. registers.  The compiler's data flow analysis is capable of determining
  2003. where the specified registers contain live values, and where they are
  2004. available for other uses.
  2005.  
  2006. These local variables are sometimes convenient for use with the extended
  2007. @code{asm} feature (@pxref{Extended Asm}), if you want to write one
  2008. output of the assembler instruction directly into a particular register.
  2009. (This will work provided the register you specify fits the constraints
  2010. specified for that operand in the @code{asm}.)
  2011. @end itemize
  2012.  
  2013. @menu
  2014. * Global Reg Vars::
  2015. * Local Reg Vars::
  2016. @end menu
  2017.  
  2018. @node Global Reg Vars
  2019. @subsection Defining Global Register Variables
  2020. @cindex global register variables
  2021. @cindex registers, global variables in
  2022.  
  2023. You can define a global register variable in GNU C like this:
  2024.  
  2025. @example
  2026. register int *foo asm ("a5");
  2027. @end example
  2028.  
  2029. @noindent
  2030. Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Choose a
  2031. register which is normally saved and restored by function calls on your
  2032. machine, so that library routines will not clobber it.
  2033.  
  2034. Naturally the register name is cpu-dependent, so you would need to
  2035. conditionalize your program according to cpu type.  The register
  2036. @code{a5} would be a good choice on a 68000 for a variable of pointer
  2037. type.  On machines with register windows, be sure to choose a ``global''
  2038. register that is not affected magically by the function call mechanism.
  2039.  
  2040. In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
  2041. name the registers; then you would need additional conditionals.  For
  2042. example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
  2043.  
  2044. Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
  2045. automatically, but first we need to figure out how it should choose and
  2046. how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
  2047.  
  2048. Defining a global register variable in a certain register reserves that
  2049. register entirely for this use, at least within the current compilation.
  2050. The register will not be allocated for any other purpose in the functions
  2051. in the current compilation.  The register will not be saved and restored by
  2052. these functions.  Stores into this register are never deleted even if they
  2053. would appear to be dead, but references may be deleted or moved or
  2054. simplified.
  2055.  
  2056. It is not safe to access the global register variables from signal
  2057. handlers, or from more than one thread of control, because the system
  2058. library routines may temporarily use the register for other things (unless
  2059. you recompile them specially for the task at hand).
  2060.  
  2061. @cindex @code{qsort}, and global register variables
  2062. It is not safe for one function that uses a global register variable to
  2063. call another such function @code{foo} by way of a third function
  2064. @code{lose} that was compiled without knowledge of this variable (i.e. in a
  2065. different source file in which the variable wasn't declared).  This is
  2066. because @code{lose} might save the register and put some other value there.
  2067. For example, you can't expect a global register variable to be available in
  2068. the comparison-function that you pass to @code{qsort}, since @code{qsort}
  2069. might have put something else in that register.  (If you are prepared to
  2070. recompile @code{qsort} with the same global register variable, you can
  2071. solve this problem.)
  2072.  
  2073. If you want to recompile @code{qsort} or other source files which do not
  2074. actually use your global register variable, so that they will not use that
  2075. register for any other purpose, then it suffices to specify the compiler
  2076. option @samp{-ffixed-@var{reg}}.  You need not actually add a global
  2077. register declaration to their source code.
  2078.  
  2079. A function which can alter the value of a global register variable cannot
  2080. safely be called from a function compiled without this variable, because it
  2081. could clobber the value the caller expects to find there on return.
  2082. Therefore, the function which is the entry point into the part of the
  2083. program that uses the global register variable must explicitly save and
  2084. restore the value which belongs to its caller.
  2085.  
  2086. @cindex register variable after @code{longjmp}
  2087. @cindex global register after @code{longjmp}
  2088. @cindex value after @code{longjmp}
  2089. @findex longjmp
  2090. @findex setjmp
  2091. On most machines, @code{longjmp} will restore to each global register
  2092. variable the value it had at the time of the @code{setjmp}.  On some
  2093. machines, however, @code{longjmp} will not change the value of global
  2094. register variables.  To be portable, the function that called @code{setjmp}
  2095. should make other arrangements to save the values of the global register
  2096. variables, and to restore them in a @code{longjmp}.  This way, the same
  2097. thing will happen regardless of what @code{longjmp} does.
  2098.  
  2099. All global register variable declarations must precede all function
  2100. definitions.  If such a declaration could appear after function
  2101. definitions, the declaration would be too late to prevent the register from
  2102. being used for other purposes in the preceding functions.
  2103.  
  2104. Global register variables may not have initial values, because an
  2105. executable file has no means to supply initial contents for a register.
  2106.  
  2107. On the Sparc, there are reports that g3 @dots{} g7 are suitable
  2108. registers, but certain library functions, such as @code{getwd}, as well
  2109. as the subroutines for division and remainder, modify g3 and g4.  g1 and
  2110. g2 are local temporaries.
  2111.  
  2112. On the 68000, a2 @dots{} a5 should be suitable, as should d2 @dots{} d7.
  2113. Of course, it will not do to use more than a few of those.
  2114.  
  2115. @node Local Reg Vars
  2116. @subsection Specifying Registers for Local Variables
  2117. @cindex local variables, specifying registers 
  2118. @cindex specifying registers for local variables
  2119. @cindex registers for local variables
  2120.  
  2121. You can define a local register variable with a specified register
  2122. like this:
  2123.  
  2124. @example
  2125. register int *foo asm ("a5");
  2126. @end example
  2127.  
  2128. @noindent
  2129. Here @code{a5} is the name of the register which should be used.  Note
  2130. that this is the same syntax used for defining global register
  2131. variables, but for a local variable it would appear within a function.
  2132.  
  2133. Naturally the register name is cpu-dependent, but this is not a
  2134. problem, since specific registers are most often useful with explicit
  2135. assembler instructions (@pxref{Extended Asm}).  Both of these things
  2136. generally require that you conditionalize your program according to
  2137. cpu type.
  2138.  
  2139. In addition, operating systems on one type of cpu may differ in how they
  2140. name the registers; then you would need additional conditionals.  For
  2141. example, some 68000 operating systems call this register @code{%a5}.
  2142.  
  2143. Eventually there may be a way of asking the compiler to choose a register
  2144. automatically, but first we need to figure out how it should choose and
  2145. how to enable you to guide the choice.  No solution is evident.
  2146.  
  2147. Defining such a register variable does not reserve the register; it
  2148. remains available for other uses in places where flow control determines
  2149. the variable's value is not live.  However, these registers are made
  2150. unavailable for use in the reload pass.  I would not be surprised if
  2151. excessive use of this feature leaves the compiler too few available
  2152. registers to compile certain functions.
  2153.  
  2154. @node Alternate Keywords
  2155. @section Alternate Keywords
  2156. @cindex alternate keywords
  2157. @cindex keywords, alternate
  2158.  
  2159. The option @samp{-traditional} disables certain keywords; @samp{-ansi}
  2160. disables certain others.  This causes trouble when you want to use GNU C
  2161. extensions, or ANSI C features, in a general-purpose header file that
  2162. should be usable by all programs, including ANSI C programs and traditional
  2163. ones.  The keywords @code{asm}, @code{typeof} and @code{inline} cannot be
  2164. used since they won't work in a program compiled with @samp{-ansi}, while
  2165. the keywords @code{const}, @code{volatile}, @code{signed}, @code{typeof}
  2166. and @code{inline} won't work in a program compiled with
  2167. @samp{-traditional}.@refill
  2168.  
  2169. The way to solve these problems is to put @samp{__} at the beginning and
  2170. end of each problematical keyword.  For example, use @code{__asm__}
  2171. instead of @code{asm}, @code{__const__} instead of @code{const}, and
  2172. @code{__inline__} instead of @code{inline}.
  2173.  
  2174. Other C compilers won't accept these alternative keywords; if you want to
  2175. compile with another compiler, you can define the alternate keywords as
  2176. macros to replace them with the customary keywords.  It looks like this:
  2177.  
  2178. @example
  2179. #ifndef __GNUC__
  2180. #define __asm__ asm
  2181. #endif
  2182. @end example
  2183.  
  2184. @samp{-pedantic} causes warnings for many GNU C extensions.  You can
  2185. prevent such warnings within one expression by writing
  2186. @code{__extension__} before the expression.  @code{__extension__} has no
  2187. effect aside from this.
  2188.  
  2189. @node Incomplete Enums
  2190. @section Incomplete @code{enum} Types
  2191.  
  2192. You can define an @code{enum} tag without specifying its possible values.
  2193. This results in an incomplete type, much like what you get if you write
  2194. @code{struct foo} without describing the elements.  A later declaration
  2195. which does specify the possible values completes the type.
  2196.  
  2197. You can't allocate variables or storage using the type while it is
  2198. incomplete.  However, you can work with pointers to that type.
  2199.  
  2200. This extension may not be very useful, but it makes the handling of
  2201. @code{enum} more consistent with the way @code{struct} and @code{union}
  2202. are handled.
  2203.  
  2204. @node Function Names
  2205. @section Function Names as Strings
  2206.  
  2207. GNU CC predefines two string variables to be the name of the current function.
  2208. The variable @code{__FUNCTION__} is the name of the function as it appears
  2209. in the source.  The variable @code{__PRETTY_FUNCTION__} is the name of
  2210. the function pretty printed in a language specific fashion.
  2211.  
  2212. These names are always the same in a C function, but in a C++ function
  2213. they may be different.  For example, this program:
  2214.  
  2215. @smallexample
  2216. extern "C" @{
  2217. extern int printf (char *, ...);
  2218. @}
  2219.  
  2220. class a @{
  2221.  public:
  2222.   sub (int i)
  2223.     @{
  2224.       printf ("__FUNCTION__ = %s\n", __FUNCTION__);
  2225.       printf ("__PRETTY_FUNCTION__ = %s\n", __PRETTY_FUNCTION__);
  2226.     @}
  2227. @};
  2228.  
  2229. int
  2230. main (void)
  2231. @{
  2232.   a ax;
  2233.   ax.sub (0);
  2234.   return 0;
  2235. @}
  2236. @end smallexample
  2237.  
  2238. @noindent
  2239. gives this output:
  2240.  
  2241. @smallexample
  2242. __FUNCTION__ = sub
  2243. __PRETTY_FUNCTION__ = int  a::sub (int)
  2244. @end smallexample
  2245.  
  2246. @node C++ Extensions
  2247. @chapter Extensions to the C++ Language
  2248. @cindex extensions, C++ language
  2249. @cindex C++ language extensions
  2250.  
  2251. The GNU compiler provides these extensions to the C++ language (and you
  2252. can also use most of the C language extensions in your C++ programs).  If you
  2253. want to write code that checks whether these features are available, you can
  2254. test for the GNU compiler the same way as for C programs: check for a
  2255. predefined macro @code{__GNUC__}.  You can also use @code{__GNUG__} to
  2256. test specifically for GNU C++ (@pxref{Standard Predefined,,Standard
  2257. Predefined Macros,cpp.info,The C Preprocessor}).
  2258.  
  2259. @menu
  2260. * Naming Results::      Giving a name to C++ function return values.
  2261. * Min and Max::        C++ Minimum and maximum operators.
  2262. * Destructors and Goto:: Goto is safe to use in C++ even when destructors
  2263.                            are needed.
  2264. * C++ Interface::       You can use a single C++ header file for both
  2265.                          declarations and definitions.
  2266. @end menu
  2267.  
  2268. @node Naming Results
  2269. @section Named Return Values in C++
  2270.  
  2271. @cindex @code{return}, in C++ function header
  2272. @cindex return value, named, in C++
  2273. @cindex named return value in C++
  2274. @cindex C++ named return value
  2275. GNU C++ extends the function-definition syntax to allow you to specify a
  2276. name for the result of a function outside the body of the definition, in
  2277. C++ programs:
  2278.  
  2279. @example
  2280. @group
  2281. @var{type}
  2282. @var{functionname} (@var{args}) return @var{resultname};
  2283. @{ 
  2284.   @dots{}
  2285.   @var{body}
  2286.   @dots{}
  2287. @}
  2288. @end group
  2289. @end example
  2290.  
  2291. You can use this feature to avoid an extra constructor call when
  2292. a function result has a class type.  For example, consider a function
  2293. @code{m}, declared as @w{@samp{X v = m ();}}, whose result is of class
  2294. @code{X}:
  2295.  
  2296. @example
  2297. X
  2298. m ()
  2299. @{
  2300.   X b;
  2301.   b.a = 23;
  2302.   return b; 
  2303. @}
  2304. @end example
  2305.  
  2306. @cindex implicit argument: return value
  2307. Although @code{m} appears to have no arguments, in fact it has one implicit
  2308. argument: the address of the return value.  At invocation, the address
  2309. of enough space to hold @code{v} is sent in as the implicit argument.
  2310. Then @code{b} is constructed and its @code{a} field is set to the value
  2311. 23.  Finally, a copy constructor (a constructor of the form @samp{X(X&)})
  2312. is applied to @code{b}, with the (implicit) return value location as the
  2313. target, so that @code{v} is now bound to the return value.
  2314.  
  2315. But this is wasteful.  The local @code{b} is declared just to hold
  2316. something that will be copied right out.  While a compiler that
  2317. combined an ``elision'' algorithm with interprocedural data flow
  2318. analysis could conceivably eliminate all of this, it is much more
  2319. practical to allow you to assist the compiler in generating
  2320. efficient code by manipulating the return value explicitly,
  2321. thus avoiding the local variable and copy constructor altogether.
  2322.  
  2323. Using the extended GNU C++ function-definition syntax, you can avoid the
  2324. temporary allocation and copying by naming @code{r} as your return value
  2325. as the outset, and assigning to its @code{a} field directly:
  2326.  
  2327. @example
  2328. X
  2329. m () return r;
  2330. @{
  2331.   r.a = 23; 
  2332. @}
  2333. @end example
  2334.  
  2335. @noindent
  2336. The declaration of @code{r} is a standard, proper declaration, whose effects
  2337. are executed @strong{before} any of the body of @code{m}.
  2338.  
  2339. Functions of this type impose no additional restrictions; in particular,
  2340. you can execute @code{return} statements, or return implicitly by
  2341. reaching the end of the function body (``falling off the edge'').
  2342. Cases like 
  2343.  
  2344. @example
  2345. X
  2346. m () return r (23);
  2347. @{
  2348.   return; 
  2349. @}
  2350. @end example
  2351.  
  2352. @noindent
  2353. (or even @w{@samp{X m () return r (23); @{ @}}}) are unambiguous, since
  2354. the return value @code{r} has been initialized in either case.  The
  2355. following code may be hard to read, but also works predictably:
  2356.  
  2357. @example
  2358. X
  2359. m () return r;
  2360. @{
  2361.   X b;
  2362.   return b; 
  2363. @}
  2364. @end example
  2365.  
  2366. The return value slot denoted by @code{r} is initialized at the outset,
  2367. but the statement @samp{return b;} overrides this value.  The compiler
  2368. deals with this by destroying @code{r} (calling the destructor if there
  2369. is one, or doing nothing if there is not), and then reinitializing
  2370. @code{r} with @code{b}.
  2371.  
  2372. This extension is provided primarily to help people who use overloaded
  2373. operators, where there is a great need to control not just the
  2374. arguments, but the return values of functions.  For classes where the
  2375. copy constructor incurs a heavy performance penalty (especially in the
  2376. common case where there is a quick default constructor), this is a major
  2377. savings.  The disadvantage of this extension is that you do not control
  2378. when the default constructor for the return value is called: it is
  2379. always called at the beginning.
  2380.  
  2381. @node Min and Max
  2382. @section Minimum and Maximum Operators in C++
  2383.  
  2384. It is very convenient to have operators which return the ``minimum'' or the
  2385. ``maximum'' of two arguments.  In GNU C++ (but not in GNU C),
  2386.  
  2387. @table @code
  2388. @item @var{a} <? @var{b}
  2389. @findex <?
  2390. @cindex minimum operator
  2391. is the @dfn{minimum}, returning the smaller of the numeric values
  2392. @var{a} and @var{b};
  2393.  
  2394. @item @var{a} >? @var{b}
  2395. @findex >?
  2396. @cindex maximum operator
  2397. is the @dfn{maximum}, returning the larger of the numeric values @var{a}
  2398. and @var{b}.
  2399. @end table
  2400.  
  2401. These operations are not primitive in ordinary C++, since you can
  2402. use a macro to return the minimum of two things in C++, as in the
  2403. following example.
  2404.  
  2405. @example
  2406. #define MIN(X,Y) ((X) < (Y) ? : (X) : (Y))
  2407. @end example
  2408.  
  2409. @noindent
  2410. You might then use @w{@samp{int min = MIN (i, j);}} to set @var{min} to
  2411. the minimum value of variables @var{i} and @var{j}.
  2412.  
  2413. However, side effects in @code{X} or @code{Y} may cause unintended
  2414. behavior.  For example, @code{MIN (i++, j++)} will fail, incrementing
  2415. the smaller counter twice.  A GNU C extension allows you to write safe
  2416. macros that avoid this kind of problem (@pxref{Naming Types,,Naming an
  2417. Expression's Type}).  However, writing @code{MIN} and @code{MAX} as
  2418. macros also forces you to use function-call notation notation for a
  2419. fundamental arithmetic operation.  Using GNU C++ extensions, you can
  2420. write @w{@samp{int min = i <? j;}} instead.
  2421.  
  2422. Since @code{<?} and @code{>?} are built into the compiler, they properly
  2423. handle expressions with side-effects;  @w{@samp{int min = i++ <? j++;}}
  2424. works correctly.
  2425.  
  2426. @node Destructors and Goto
  2427. @section @code{goto} and Destructors in GNU C++
  2428.  
  2429. @cindex @code{goto} in C++
  2430. @cindex destructors vs @code{goto}
  2431. In C++ programs, you can safely use the @code{goto} statement.  When you
  2432. use it to exit a block which contains aggregates requiring destructors,
  2433. the destructors will run before the @code{goto} transfers control.  (In
  2434. ANSI C++, @code{goto} is restricted to targets within the current
  2435. block.)
  2436.  
  2437. @cindex constructors vs @code{goto}
  2438. The compiler still forbids using @code{goto} to @emph{enter} a scope
  2439. that requires constructors.
  2440.  
  2441. @node C++ Interface
  2442. @section Declarations and Definitions in One Header
  2443.  
  2444. @cindex interface and implementation headers, C++
  2445. @cindex C++ interface and implementation headers
  2446. C++ object definitions can be quite complex.  In principle, your source
  2447. code will need two kinds of things for each object that you use across
  2448. more than one source file.  First, you need an @dfn{interface}
  2449. specification, describing its structure with type declarations and
  2450. function prototypes.  Second, you need the @dfn{implementation} itself.
  2451. It can be tedious to maintain a separate interface description in a
  2452. header file, in parallel to the actual implementation.  It is also
  2453. dangerous, since separate interface and implementation definitions may
  2454. not remain parallel.
  2455.  
  2456. @cindex pragmas, interface and implementation
  2457. With GNU C++, you can use a single header file for both purposes.
  2458.  
  2459. @quotation
  2460. @emph{Warning:} The mechanism to specify this is in transition.  For the
  2461. nonce, you must use one of two @code{#pragma} commands; in a future
  2462. release of GNU C++, an alternative mechanism will make these
  2463. @code{#pragma} commands unnecessary.
  2464. @end quotation
  2465.  
  2466. The header file contains the full definitions, but is marked with
  2467. @samp{#pragma interface} in the source code.  This allows the compiler
  2468. to use the header file only as an interface specification when ordinary
  2469. source files incorporate it with @code{#include}.  In the single source
  2470. file where the full implementation belongs, you can use either a naming
  2471. convention or @samp{#pragma implementation} to indicate this alternate
  2472. use of the header file.
  2473.  
  2474. @table @code
  2475. @item #pragma interface
  2476. @kindex #pragma interface
  2477. Use this directive in @emph{header files} that define object classes, to save
  2478. space in most of the object files that use those classes.  Normally,
  2479. local copies of certain information (backup copies of inline member
  2480. functions, debugging information, and the internal tables that implement
  2481. virtual functions) must be kept in each object file that includes class
  2482. definitions.  You can use this pragma to avoid such duplication.  When a
  2483. header file containing @samp{#pragma interface} is included in a
  2484. compilation, this auxiliary information will not be generated (unless
  2485. the main input source file itself uses @samp{#pragma implementation}).
  2486. Instead, the object files will contain references to be resolved at link
  2487. time.
  2488.  
  2489. @item #pragma implementation
  2490. @itemx #pragma implementation "@var{objects}.h"
  2491. @kindex #pragma implementation
  2492. Use this pragma in a @emph{main input file}, when you want full output from
  2493. included header files to be generated (and made globally visible).  The
  2494. included header file, in turn, should use @samp{#pragma interface}.
  2495. Backup copies of inline member functions, debugging information, and the
  2496. internal tables used to implement virtual functions are all generated in
  2497. implementation files.
  2498.  
  2499. @cindex implied @code{#pragma implementation}
  2500. @cindex @code{#pragma implementation}, implied
  2501. @cindex naming convention, implementation headers
  2502. @samp{#pragma implementation} is @emph{implied} whenever the
  2503. basename@footnote{A file's @dfn{basename} is the name stripped of all
  2504. leading path information and of trailing suffixes, such as @samp{.h} or
  2505. @samp{.C} or @samp{.cc}.} of your source file matches the basename of a
  2506. header file it includes.  There is no way to turn this off (other than
  2507. using a different name for one of the two files).  In the same vein, if
  2508. you use @samp{#pragma implementation} with no argument, it applies to an
  2509. include file with the same basename as your source file.  For example, in
  2510. @file{allclass.cc}, @samp{#pragma implementation} by itself is
  2511. equivalent to @samp{#pragma implementation "allclass.h"}; but even if
  2512. you do not say @samp{#pragma implementation} at all, @file{allclass.h}
  2513. is treated as an implementation file whenever you include it from
  2514. @file{allclass.cc}.
  2515.  
  2516. If you use an explicit @samp{#pragma implementation}, it must appear in
  2517. your source file @emph{before} you include the affected header files.
  2518.  
  2519. Use the string argument if you want a single implementation file to
  2520. include code from multiple header files.  (You must also use
  2521. @samp{#include} to include the header file; @samp{#pragma
  2522. implementation} only specifies how to use the file---it doesn't actually
  2523. include it.)
  2524.  
  2525. There is no way to split up the contents of a single header file into
  2526. multiple implementation files.
  2527. @end table
  2528.  
  2529. @cindex inlining and C++ pragmas
  2530. @cindex C++ pragmas, effect on inlining
  2531. @cindex pragmas in C++, effect on inlining
  2532. @samp{#pragma implementation} and @samp{#pragma interface} also have an
  2533. effect on function inlining.
  2534.  
  2535. If you define a class in a header file marked with @samp{#pragma
  2536. interface}, the effect on a function defined in that class is similar to
  2537. an explicit @code{extern} declaration---the compiler emits no code at
  2538. all to define an independent version of the function.  Its definition
  2539. is used only for inlining with its callers.
  2540.  
  2541. Conversely, when you include the same header file in a main source file
  2542. that declares it as @samp{#pragma implementation}, the compiler emits
  2543. code for the function itself; this defines a version of the function
  2544. that can be found via pointers (or by callers compiled without
  2545. inlining).  
  2546.  
  2547.