get Borland makefiles working yet again
[fw/sdcc] / support / cpp / cpp.texi
1 \input texinfo
2 @setfilename cpp.info
3 @settitle The C Preprocessor
4
5 @ignore
6 @ifinfo
7 @format
8 START-INFO-DIR-ENTRY
9 * Cpp: (cpp).                   The C preprocessor.
10 END-INFO-DIR-ENTRY
11 @end format
12 @end ifinfo
13 @end ignore
14
15 @c @smallbook
16 @c @cropmarks
17 @c @finalout
18 @setchapternewpage odd
19 @ifinfo
20 This file documents the GNU C Preprocessor.
21
22 Copyright 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995 Free Software
23 Foundation, Inc.
24
25 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
26 this manual provided the copyright notice and this permission notice
27 are preserved on all copies.
28
29 @ignore
30 Permission is granted to process this file through Tex and print the
31 results, provided the printed document carries copying permission
32 notice identical to this one except for the removal of this paragraph
33 (this paragraph not being relevant to the printed manual).
34
35 @end ignore
36 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
37 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that
38 the entire resulting derived work is distributed under the terms of a
39 permission notice identical to this one.
40
41 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
42 into another language, under the above conditions for modified versions.
43 @end ifinfo
44
45 @titlepage
46 @c @finalout
47 @title The C Preprocessor
48 @subtitle Last revised July 1992
49 @subtitle for GCC version 2
50 @author Richard M. Stallman
51 @page
52 @vskip 2pc
53 This booklet is eventually intended to form the first chapter of a GNU 
54 C Language manual.
55
56 @vskip 0pt plus 1filll
57 Copyright @copyright{} 1987, 1989, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995 Free
58 Software Foundation, Inc.
59
60 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
61 this manual provided the copyright notice and this permission notice
62 are preserved on all copies.
63
64 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
65 manual under the conditions for verbatim copying, provided also that
66 the entire resulting derived work is distributed under the terms of a
67 permission notice identical to this one.
68
69 Permission is granted to copy and distribute translations of this manual
70 into another language, under the above conditions for modified versions.
71 @end titlepage
72 @page
73
74 @node Top, Global Actions,, (DIR)
75 @chapter The C Preprocessor
76
77 The C preprocessor is a @dfn{macro processor} that is used automatically by
78 the C compiler to transform your program before actual compilation.  It is
79 called a macro processor because it allows you to define @dfn{macros},
80 which are brief abbreviations for longer constructs.
81
82 The C preprocessor provides four separate facilities that you can use as
83 you see fit:
84
85 @itemize @bullet
86 @item
87 Inclusion of header files.  These are files of declarations that can be
88 substituted into your program.
89
90 @item
91 Macro expansion.  You can define @dfn{macros}, which are abbreviations
92 for arbitrary fragments of C code, and then the C preprocessor will
93 replace the macros with their definitions throughout the program.
94
95 @item
96 Conditional compilation.  Using special preprocessing directives, you
97 can include or exclude parts of the program according to various
98 conditions.
99
100 @item
101 Line control.  If you use a program to combine or rearrange source files into
102 an intermediate file which is then compiled, you can use line control
103 to inform the compiler of where each source line originally came from.
104 @end itemize
105
106 C preprocessors vary in some details.  This manual discusses the GNU C
107 preprocessor, the C Compatible Compiler Preprocessor.  The GNU C
108 preprocessor provides a superset of the features of ANSI Standard C.
109
110 ANSI Standard C requires the rejection of many harmless constructs commonly
111 used by today's C programs.  Such incompatibility would be inconvenient for
112 users, so the GNU C preprocessor is configured to accept these constructs
113 by default.  Strictly speaking, to get ANSI Standard C, you must use the
114 options @samp{-trigraphs}, @samp{-undef} and @samp{-pedantic}, but in
115 practice the consequences of having strict ANSI Standard C make it
116 undesirable to do this.  @xref{Invocation}.
117
118 @menu
119 * Global Actions::    Actions made uniformly on all input files.
120 * Directives::        General syntax of preprocessing directives.
121 * Header Files::      How and why to use header files.
122 * Macros::            How and why to use macros.
123 * Conditionals::      How and why to use conditionals.
124 * Combining Sources:: Use of line control when you combine source files.
125 * Other Directives::  Miscellaneous preprocessing directives.
126 * Output::            Format of output from the C preprocessor.
127 * Invocation::        How to invoke the preprocessor; command options.
128 * Concept Index::     Index of concepts and terms.
129 * Index::             Index of directives, predefined macros and options.
130 @end menu
131
132 @node Global Actions, Directives, Top, Top
133 @section Transformations Made Globally
134
135 Most C preprocessor features are inactive unless you give specific directives
136 to request their use.  (Preprocessing directives are lines starting with
137 @samp{#}; @pxref{Directives}).  But there are three transformations that the
138 preprocessor always makes on all the input it receives, even in the absence
139 of directives.
140
141 @itemize @bullet
142 @item
143 All C comments are replaced with single spaces.
144
145 @item
146 Backslash-Newline sequences are deleted, no matter where.  This
147 feature allows you to break long lines for cosmetic purposes without
148 changing their meaning.
149
150 @item
151 Predefined macro names are replaced with their expansions
152 (@pxref{Predefined}).
153 @end itemize
154
155 The first two transformations are done @emph{before} nearly all other parsing
156 and before preprocessing directives are recognized.  Thus, for example, you
157 can split a line cosmetically with Backslash-Newline anywhere (except
158 when trigraphs are in use; see below).
159
160 @example
161 /*
162 */ # /*
163 */ defi\
164 ne FO\
165 O 10\
166 20
167 @end example
168
169 @noindent
170 is equivalent into @samp{#define FOO 1020}.  You can split even an escape
171 sequence with Backslash-Newline.  For example, you can split @code{"foo\bar"}
172 between the @samp{\} and the @samp{b} to get
173
174 @example
175 "foo\\
176 bar"
177 @end example
178
179 @noindent
180 This behavior is unclean: in all other contexts, a Backslash can be
181 inserted in a string constant as an ordinary character by writing a double
182 Backslash, and this creates an exception.  But the ANSI C standard requires
183 it.  (Strict ANSI C does not allow Newlines in string constants, so they
184 do not consider this a problem.)
185
186 But there are a few exceptions to all three transformations.
187
188 @itemize @bullet
189 @item
190 C comments and predefined macro names are not recognized inside a
191 @samp{#include} directive in which the file name is delimited with
192 @samp{<} and @samp{>}.
193
194 @item
195 C comments and predefined macro names are never recognized within a
196 character or string constant.  (Strictly speaking, this is the rule,
197 not an exception, but it is worth noting here anyway.)
198
199 @item
200 Backslash-Newline may not safely be used within an ANSI ``trigraph''.
201 Trigraphs are converted before Backslash-Newline is deleted.  If you
202 write what looks like a trigraph with a Backslash-Newline inside, the
203 Backslash-Newline is deleted as usual, but it is then too late to
204 recognize the trigraph.
205
206 This exception is relevant only if you use the @samp{-trigraphs}
207 option to enable trigraph processing.  @xref{Invocation}.
208 @end itemize
209
210 @node Directives, Header Files, Global Actions, Top
211 @section Preprocessing Directives
212
213 @cindex preprocessing directives
214 @cindex directives
215 Most preprocessor features are active only if you use preprocessing directives
216 to request their use.
217
218 Preprocessing directives are lines in your program that start with @samp{#}.
219 The @samp{#} is followed by an identifier that is the @dfn{directive name}.
220 For example, @samp{#define} is the directive that defines a macro.
221 Whitespace is also allowed before and after the @samp{#}.
222
223 The set of valid directive names is fixed.  Programs cannot define new
224 preprocessing directives.
225
226 Some directive names require arguments; these make up the rest of the directive
227 line and must be separated from the directive name by whitespace.  For example,
228 @samp{#define} must be followed by a macro name and the intended expansion
229 of the macro.  @xref{Simple Macros}.
230
231 A preprocessing directive cannot be more than one line in normal circumstances.
232 It may be split cosmetically with Backslash-Newline, but that has no effect
233 on its meaning.  Comments containing Newlines can also divide the
234 directive into multiple lines, but the comments are changed to Spaces
235 before the directive is interpreted.  The only way a significant Newline
236 can occur in a preprocessing directive is within a string constant or
237 character constant.  Note that
238 most C compilers that might be applied to the output from the preprocessor
239 do not accept string or character constants containing Newlines.
240
241 The @samp{#} and the directive name cannot come from a macro expansion.  For
242 example, if @samp{foo} is defined as a macro expanding to @samp{define},
243 that does not make @samp{#foo} a valid preprocessing directive.
244
245 @node Header Files, Macros, Directives, Top
246 @section Header Files
247
248 @cindex header file
249 A header file is a file containing C declarations and macro definitions
250 (@pxref{Macros}) to be shared between several source files.  You request
251 the use of a header file in your program with the C preprocessing directive
252 @samp{#include}.
253
254 @menu
255 * Header Uses::         What header files are used for.
256 * Include Syntax::      How to write @samp{#include} directives.
257 * Include Operation::   What @samp{#include} does.
258 * Once-Only::           Preventing multiple inclusion of one header file.
259 * Inheritance::         Including one header file in another header file.
260 @end menu
261
262 @node Header Uses, Include Syntax, Header Files, Header Files
263 @subsection Uses of Header Files
264
265 Header files serve two kinds of purposes.
266
267 @itemize @bullet
268 @item
269 @findex system header files
270 System header files declare the interfaces to parts of the operating
271 system.  You include them in your program to supply the definitions and
272 declarations you need to invoke system calls and libraries.
273
274 @item
275 Your own header files contain declarations for interfaces between the
276 source files of your program.  Each time you have a group of related
277 declarations and macro definitions all or most of which are needed in
278 several different source files, it is a good idea to create a header
279 file for them.
280 @end itemize
281
282 Including a header file produces the same results in C compilation as
283 copying the header file into each source file that needs it.  But such
284 copying would be time-consuming and error-prone.  With a header file, the
285 related declarations appear in only one place.  If they need to be changed,
286 they can be changed in one place, and programs that include the header file
287 will automatically use the new version when next recompiled.  The header
288 file eliminates the labor of finding and changing all the copies as well as
289 the risk that a failure to find one copy will result in inconsistencies
290 within a program.
291
292 The usual convention is to give header files names that end with
293 @file{.h}.  Avoid unusual characters in header file names, as they
294 reduce portability.
295
296 @node Include Syntax, Include Operation, Header Uses, Header Files
297 @subsection The @samp{#include} Directive
298
299 @findex #include
300 Both user and system header files are included using the preprocessing
301 directive @samp{#include}.  It has three variants:
302
303 @table @code
304 @item #include <@var{file}>
305 This variant is used for system header files.  It searches for a file
306 named @var{file} in a list of directories specified by you, then in a
307 standard list of system directories.  You specify directories to
308 search for header files with the command option @samp{-I}
309 (@pxref{Invocation}).  The option @samp{-nostdinc} inhibits searching
310 the standard system directories; in this case only the directories
311 you specify are searched.
312
313 The parsing of this form of @samp{#include} is slightly special
314 because comments are not recognized within the @samp{<@dots{}>}.
315 Thus, in @samp{#include <x/*y>} the @samp{/*} does not start a comment
316 and the directive specifies inclusion of a system header file named
317 @file{x/*y}.  Of course, a header file with such a name is unlikely to
318 exist on Unix, where shell wildcard features would make it hard to
319 manipulate.@refill
320
321 The argument @var{file} may not contain a @samp{>} character.  It may,
322 however, contain a @samp{<} character.
323
324 @item #include "@var{file}"
325 This variant is used for header files of your own program.  It
326 searches for a file named @var{file} first in the current directory,
327 then in the same directories used for system header files.  The
328 current directory is the directory of the current input file.  It is
329 tried first because it is presumed to be the location of the files
330 that the current input file refers to.  (If the @samp{-I-} option is
331 used, the special treatment of the current directory is inhibited.)
332
333 The argument @var{file} may not contain @samp{"} characters.  If
334 backslashes occur within @var{file}, they are considered ordinary text
335 characters, not escape characters.  None of the character escape
336 sequences appropriate to string constants in C are processed.  Thus,
337 @samp{#include "x\n\\y"} specifies a filename containing three
338 backslashes.  It is not clear why this behavior is ever useful, but
339 the ANSI standard specifies it.
340
341 @item #include @var{anything else}
342 @cindex computed @samp{#include}
343 This variant is called a @dfn{computed #include}.  Any @samp{#include}
344 directive whose argument does not fit the above two forms is a computed
345 include.  The text @var{anything else} is checked for macro calls,
346 which are expanded (@pxref{Macros}).  When this is done, the result
347 must fit one of the above two variants---in particular, the expanded
348 text must in the end be surrounded by either quotes or angle braces.
349
350 This feature allows you to define a macro which controls the file name
351 to be used at a later point in the program.  One application of this is
352 to allow a site-specific configuration file for your program to specify
353 the names of the system include files to be used.  This can help in
354 porting the program to various operating systems in which the necessary
355 system header files are found in different places.
356 @end table
357
358 @node Include Operation, Once-Only, Include Syntax, Header Files
359 @subsection How @samp{#include} Works
360
361 The @samp{#include} directive works by directing the C preprocessor to scan
362 the specified file as input before continuing with the rest of the current
363 file.  The output from the preprocessor contains the output already
364 generated, followed by the output resulting from the included file,
365 followed by the output that comes from the text after the @samp{#include}
366 directive.  For example, given a header file @file{header.h} as follows,
367
368 @example
369 char *test ();
370 @end example
371
372 @noindent
373 and a main program called @file{program.c} that uses the header file,
374 like this,
375
376 @example
377 int x;
378 #include "header.h"
379
380 main ()
381 @{
382   printf (test ());
383 @}
384 @end example
385
386 @noindent
387 the output generated by the C preprocessor for @file{program.c} as input
388 would be
389
390 @example
391 int x;
392 char *test ();
393
394 main ()
395 @{
396   printf (test ());
397 @}
398 @end example
399
400 Included files are not limited to declarations and macro definitions; those
401 are merely the typical uses.  Any fragment of a C program can be included
402 from another file.  The include file could even contain the beginning of a
403 statement that is concluded in the containing file, or the end of a
404 statement that was started in the including file.  However, a comment or a
405 string or character constant may not start in the included file and finish
406 in the including file.  An unterminated comment, string constant or
407 character constant in an included file is considered to end (with an error
408 message) at the end of the file.
409
410 It is possible for a header file to begin or end a syntactic unit such
411 as a function definition, but that would be very confusing, so don't do
412 it.
413
414 The line following the @samp{#include} directive is always treated as a
415 separate line by the C preprocessor even if the included file lacks a final
416 newline.
417
418 @node Once-Only, Inheritance, Include Operation, Header Files
419 @subsection Once-Only Include Files
420 @cindex repeated inclusion
421 @cindex including just once
422
423 Very often, one header file includes another.  It can easily result that a
424 certain header file is included more than once.  This may lead to errors,
425 if the header file defines structure types or typedefs, and is certainly
426 wasteful.  Therefore, we often wish to prevent multiple inclusion of a
427 header file.
428
429 The standard way to do this is to enclose the entire real contents of the
430 file in a conditional, like this:
431
432 @example
433 #ifndef FILE_FOO_SEEN
434 #define FILE_FOO_SEEN
435
436 @var{the entire file}
437
438 #endif /* FILE_FOO_SEEN */
439 @end example
440
441 The macro @code{FILE_FOO_SEEN} indicates that the file has been included
442 once already.  In a user header file, the macro name should not begin
443 with @samp{_}.  In a system header file, this name should begin with
444 @samp{__} to avoid conflicts with user programs.  In any kind of header
445 file, the macro name should contain the name of the file and some
446 additional text, to avoid conflicts with other header files.
447
448 The GNU C preprocessor is programmed to notice when a header file uses
449 this particular construct and handle it efficiently.  If a header file
450 is contained entirely in a @samp{#ifndef} conditional, then it records
451 that fact.  If a subsequent @samp{#include} specifies the same file,
452 and the macro in the @samp{#ifndef} is already defined, then the file
453 is entirely skipped, without even reading it.
454
455 @findex #pragma once
456 There is also an explicit directive to tell the preprocessor that it need
457 not include a file more than once.  This is called @samp{#pragma once},
458 and was used @emph{in addition to} the @samp{#ifndef} conditional around
459 the contents of the header file.  @samp{#pragma once} is now obsolete
460 and should not be used at all.
461
462 @findex #import
463 In the Objective C language, there is a variant of @samp{#include}
464 called @samp{#import} which includes a file, but does so at most once.
465 If you use @samp{#import} @emph{instead of} @samp{#include}, then you
466 don't need the conditionals inside the header file to prevent multiple
467 execution of the contents.
468
469 @samp{#import} is obsolete because it is not a well designed feature.
470 It requires the users of a header file---the applications
471 programmers---to know that a certain header file should only be included
472 once.  It is much better for the header file's implementor to write the
473 file so that users don't need to know this.  Using @samp{#ifndef}
474 accomplishes this goal.
475
476 @node Inheritance,, Once-Only, Header Files
477 @subsection Inheritance and Header Files
478 @cindex inheritance
479 @cindex overriding a header file
480
481 @dfn{Inheritance} is what happens when one object or file derives some
482 of its contents by virtual copying from another object or file.  In
483 the case of C header files, inheritance means that one header file 
484 includes another header file and then replaces or adds something.
485
486 If the inheriting header file and the base header file have different
487 names, then inheritance is straightforward: simply write @samp{#include
488 "@var{base}"} in the inheriting file.
489
490 Sometimes it is necessary to give the inheriting file the same name as
491 the base file.  This is less straightforward.
492
493 For example, suppose an application program uses the system header file
494 @file{sys/signal.h}, but the version of @file{/usr/include/sys/signal.h}
495 on a particular system doesn't do what the application program expects.
496 It might be convenient to define a ``local'' version, perhaps under the
497 name @file{/usr/local/include/sys/signal.h}, to override or add to the
498 one supplied by the system.
499
500 You can do this by using the option @samp{-I.} for compilation, and
501 writing a file @file{sys/signal.h} that does what the application
502 program expects.  But making this file include the standard
503 @file{sys/signal.h} is not so easy---writing @samp{#include
504 <sys/signal.h>} in that file doesn't work, because it includes your own
505 version of the file, not the standard system version.  Used in that file
506 itself, this leads to an infinite recursion and a fatal error in
507 compilation.
508
509 @samp{#include </usr/include/sys/signal.h>} would find the proper file,
510 but that is not clean, since it makes an assumption about where the
511 system header file is found.  This is bad for maintenance, since it
512 means that any change in where the system's header files are kept
513 requires a change somewhere else.
514
515 @findex #include_next
516 The clean way to solve this problem is to use 
517 @samp{#include_next}, which means, ``Include the @emph{next} file with
518 this name.''  This directive works like @samp{#include} except in
519 searching for the specified file: it starts searching the list of header
520 file directories @emph{after} the directory in which the current file
521 was found.
522
523 Suppose you specify @samp{-I /usr/local/include}, and the list of
524 directories to search also includes @file{/usr/include}; and suppose that
525 both directories contain a file named @file{sys/signal.h}.  Ordinary
526 @samp{#include <sys/signal.h>} finds the file under
527 @file{/usr/local/include}.  If that file contains @samp{#include_next
528 <sys/signal.h>}, it starts searching after that directory, and finds the
529 file in @file{/usr/include}.
530
531 @node Macros, Conditionals, Header Files, Top
532 @section Macros
533
534 A macro is a sort of abbreviation which you can define once and then
535 use later.  There are many complicated features associated with macros
536 in the C preprocessor.
537
538 @menu
539 * Simple Macros::    Macros that always expand the same way.
540 * Argument Macros::  Macros that accept arguments that are substituted
541                        into the macro expansion.
542 * Predefined::       Predefined macros that are always available.
543 * Stringification::  Macro arguments converted into string constants.
544 * Concatenation::    Building tokens from parts taken from macro arguments.
545 * Undefining::       Cancelling a macro's definition.
546 * Redefining::       Changing a macro's definition.
547 * Macro Pitfalls::   Macros can confuse the unwary.  Here we explain
548                        several common problems and strange features.
549 @end menu
550
551 @node Simple Macros, Argument Macros, Macros, Macros
552 @subsection Simple Macros
553 @cindex simple macro
554 @cindex manifest constant
555
556 A @dfn{simple macro} is a kind of abbreviation.  It is a name which
557 stands for a fragment of code.  Some people refer to these as
558 @dfn{manifest constants}.
559
560 Before you can use a macro, you must @dfn{define} it explicitly with the
561 @samp{#define} directive.  @samp{#define} is followed by the name of the
562 macro and then the code it should be an abbreviation for.  For example,
563
564 @example
565 #define BUFFER_SIZE 1020
566 @end example
567
568 @noindent
569 defines a macro named @samp{BUFFER_SIZE} as an abbreviation for the text
570 @samp{1020}.  If somewhere after this @samp{#define} directive there comes
571 a C statement of the form
572
573 @example
574 foo = (char *) xmalloc (BUFFER_SIZE);
575 @end example
576
577 @noindent
578 then the C preprocessor will recognize and @dfn{expand} the macro
579 @samp{BUFFER_SIZE}, resulting in
580
581 @example
582 foo = (char *) xmalloc (1020);
583 @end example
584
585 The use of all upper case for macro names is a standard convention.
586 Programs are easier to read when it is possible to tell at a glance which
587 names are macros.
588
589 Normally, a macro definition must be a single line, like all C
590 preprocessing directives.  (You can split a long macro definition
591 cosmetically with Backslash-Newline.)  There is one exception: Newlines
592 can be included in the macro definition if within a string or character
593 constant.  This is because it is not possible for a macro definition to
594 contain an unbalanced quote character; the definition automatically
595 extends to include the matching quote character that ends the string or
596 character constant.  Comments within a macro definition may contain
597 Newlines, which make no difference since the comments are entirely
598 replaced with Spaces regardless of their contents.
599
600 Aside from the above, there is no restriction on what can go in a macro
601 body.  Parentheses need not balance.  The body need not resemble valid C
602 code.  (But if it does not, you may get error messages from the C
603 compiler when you use the macro.)
604
605 The C preprocessor scans your program sequentially, so macro definitions
606 take effect at the place you write them.  Therefore, the following input to
607 the C preprocessor
608
609 @example
610 foo = X;
611 #define X 4
612 bar = X;
613 @end example
614
615 @noindent
616 produces as output
617
618 @example
619 foo = X;
620
621 bar = 4;
622 @end example
623
624 After the preprocessor expands a macro name, the macro's definition body is
625 appended to the front of the remaining input, and the check for macro calls
626 continues.  Therefore, the macro body can contain calls to other macros.
627 For example, after
628
629 @example
630 #define BUFSIZE 1020
631 #define TABLESIZE BUFSIZE
632 @end example
633
634 @noindent
635 the name @samp{TABLESIZE} when used in the program would go through two
636 stages of expansion, resulting ultimately in @samp{1020}.
637
638 This is not at all the same as defining @samp{TABLESIZE} to be @samp{1020}.
639 The @samp{#define} for @samp{TABLESIZE} uses exactly the body you
640 specify---in this case, @samp{BUFSIZE}---and does not check to see whether
641 it too is the name of a macro.  It's only when you @emph{use} @samp{TABLESIZE}
642 that the result of its expansion is checked for more macro names.
643 @xref{Cascaded Macros}.
644
645 @node Argument Macros, Predefined, Simple Macros, Macros
646 @subsection Macros with Arguments
647 @cindex macros with argument
648 @cindex arguments in macro definitions
649 @cindex function-like macro
650
651 A simple macro always stands for exactly the same text, each time it is
652 used.  Macros can be more flexible when they accept @dfn{arguments}.
653 Arguments are fragments of code that you supply each time the macro is
654 used.  These fragments are included in the expansion of the macro
655 according to the directions in the macro definition.  A macro that
656 accepts arguments is called a @dfn{function-like macro} because the
657 syntax for using it looks like a function call.
658
659 @findex #define
660 To define a macro that uses arguments, you write a @samp{#define} directive
661 with a list of @dfn{argument names} in parentheses after the name of the
662 macro.  The argument names may be any valid C identifiers, separated by
663 commas and optionally whitespace.  The open-parenthesis must follow the
664 macro name immediately, with no space in between.
665
666 For example, here is a macro that computes the minimum of two numeric
667 values, as it is defined in many C programs:
668
669 @example
670 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
671 @end example
672
673 @noindent
674 (This is not the best way to define a ``minimum'' macro in GNU C.
675 @xref{Side Effects}, for more information.)
676
677 To use a macro that expects arguments, you write the name of the macro
678 followed by a list of @dfn{actual arguments} in parentheses, separated by
679 commas.  The number of actual arguments you give must match the number of
680 arguments the macro expects.   Examples of use of the macro @samp{min}
681 include @samp{min (1, 2)} and @samp{min (x + 28, *p)}.
682
683 The expansion text of the macro depends on the arguments you use.
684 Each of the argument names of the macro is replaced, throughout the
685 macro definition, with the corresponding actual argument.  Using the
686 same macro @samp{min} defined above, @samp{min (1, 2)} expands into
687
688 @example
689 ((1) < (2) ? (1) : (2))
690 @end example
691
692 @noindent
693 where @samp{1} has been substituted for @samp{X} and @samp{2} for @samp{Y}.
694
695 Likewise, @samp{min (x + 28, *p)} expands into
696
697 @example
698 ((x + 28) < (*p) ? (x + 28) : (*p))
699 @end example
700
701 Parentheses in the actual arguments must balance; a comma within
702 parentheses does not end an argument.  However, there is no requirement
703 for brackets or braces to balance, and they do not prevent a comma from
704 separating arguments.  Thus,
705
706 @example
707 macro (array[x = y, x + 1])
708 @end example
709
710 @noindent
711 passes two arguments to @code{macro}: @samp{array[x = y} and @samp{x +
712 1]}.  If you want to supply @samp{array[x = y, x + 1]} as an argument,
713 you must write it as @samp{array[(x = y, x + 1)]}, which is equivalent C
714 code.
715
716 After the actual arguments are substituted into the macro body, the entire
717 result is appended to the front of the remaining input, and the check for
718 macro calls continues.  Therefore, the actual arguments can contain calls
719 to other macros, either with or without arguments, or even to the same
720 macro.  The macro body can also contain calls to other macros.  For
721 example, @samp{min (min (a, b), c)} expands into this text:
722
723 @example
724 ((((a) < (b) ? (a) : (b))) < (c)
725  ? (((a) < (b) ? (a) : (b)))
726  : (c))
727 @end example
728
729 @noindent
730 (Line breaks shown here for clarity would not actually be generated.)
731
732 @cindex blank macro arguments
733 @cindex space as macro argument
734 If a macro @code{foo} takes one argument, and you want to supply an
735 empty argument, you must write at least some whitespace between the
736 parentheses, like this: @samp{foo ( )}.  Just @samp{foo ()} is providing
737 no arguments, which is an error if @code{foo} expects an argument.  But
738 @samp{foo0 ()} is the correct way to call a macro defined to take zero
739 arguments, like this:
740
741 @example
742 #define foo0() @dots{}
743 @end example
744
745 If you use the macro name followed by something other than an
746 open-parenthesis (after ignoring any spaces, tabs and comments that
747 follow), it is not a call to the macro, and the preprocessor does not
748 change what you have written.  Therefore, it is possible for the same name
749 to be a variable or function in your program as well as a macro, and you
750 can choose in each instance whether to refer to the macro (if an actual
751 argument list follows) or the variable or function (if an argument list
752 does not follow).
753
754 Such dual use of one name could be confusing and should be avoided
755 except when the two meanings are effectively synonymous: that is, when the
756 name is both a macro and a function and the two have similar effects.  You
757 can think of the name simply as a function; use of the name for purposes
758 other than calling it (such as, to take the address) will refer to the
759 function, while calls will expand the macro and generate better but
760 equivalent code.  For example, you can use a function named @samp{min} in
761 the same source file that defines the macro.  If you write @samp{&min} with
762 no argument list, you refer to the function.  If you write @samp{min (x,
763 bb)}, with an argument list, the macro is expanded.  If you write
764 @samp{(min) (a, bb)}, where the name @samp{min} is not followed by an
765 open-parenthesis, the macro is not expanded, so you wind up with a call to
766 the function @samp{min}.
767
768 You may not define the same name as both a simple macro and a macro with
769 arguments.
770
771 In the definition of a macro with arguments, the list of argument names
772 must follow the macro name immediately with no space in between.  If there
773 is a space after the macro name, the macro is defined as taking no
774 arguments, and all the rest of the line is taken to be the expansion.  The
775 reason for this is that it is often useful to define a macro that takes no
776 arguments and whose definition begins with an identifier in parentheses.
777 This rule about spaces makes it possible for you to do either this:
778
779 @example
780 #define FOO(x) - 1 / (x)
781 @end example
782
783 @noindent
784 (which defines @samp{FOO} to take an argument and expand into minus the
785 reciprocal of that argument) or this:
786
787 @example
788 #define BAR (x) - 1 / (x)
789 @end example
790
791 @noindent
792 (which defines @samp{BAR} to take no argument and always expand into
793 @samp{(x) - 1 / (x)}).
794
795 Note that the @emph{uses} of a macro with arguments can have spaces before
796 the left parenthesis; it's the @emph{definition} where it matters whether
797 there is a space.
798
799 @node Predefined, Stringification, Argument Macros, Macros
800 @subsection Predefined Macros
801
802 @cindex predefined macros
803 Several simple macros are predefined.  You can use them without giving
804 definitions for them.  They fall into two classes: standard macros and
805 system-specific macros.
806
807 @menu
808 * Standard Predefined::     Standard predefined macros.
809 * Nonstandard Predefined::  Nonstandard predefined macros.
810 @end menu
811
812 @node Standard Predefined, Nonstandard Predefined, Predefined, Predefined
813 @subsubsection Standard Predefined Macros
814 @cindex standard predefined macros
815
816 The standard predefined macros are available with the same meanings
817 regardless of the machine or operating system on which you are using GNU C.
818 Their names all start and end with double underscores.  Those preceding
819 @code{__GNUC__} in this table are standardized by ANSI C; the rest are
820 GNU C extensions.
821
822 @table @code
823 @item __FILE__
824 @findex __FILE__
825 This macro expands to the name of the current input file, in the form of
826 a C string constant.  The precise name returned is the one that was
827 specified in @samp{#include} or as the input file name argument.
828
829 @item __LINE__
830 @findex __LINE__
831 This macro expands to the current input line number, in the form of a
832 decimal integer constant.  While we call it a predefined macro, it's
833 a pretty strange macro, since its ``definition'' changes with each
834 new line of source code.
835
836 This and @samp{__FILE__} are useful in generating an error message to
837 report an inconsistency detected by the program; the message can state
838 the source line at which the inconsistency was detected.  For example,
839
840 @smallexample
841 fprintf (stderr, "Internal error: "
842                  "negative string length "
843                  "%d at %s, line %d.",
844          length, __FILE__, __LINE__);
845 @end smallexample
846
847 A @samp{#include} directive changes the expansions of @samp{__FILE__}
848 and @samp{__LINE__} to correspond to the included file.  At the end of
849 that file, when processing resumes on the input file that contained
850 the @samp{#include} directive, the expansions of @samp{__FILE__} and
851 @samp{__LINE__} revert to the values they had before the
852 @samp{#include} (but @samp{__LINE__} is then incremented by one as
853 processing moves to the line after the @samp{#include}).
854
855 The expansions of both @samp{__FILE__} and @samp{__LINE__} are altered
856 if a @samp{#line} directive is used.  @xref{Combining Sources}.
857
858 @item __DATE__
859 @findex __DATE__
860 This macro expands to a string constant that describes the date on
861 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
862 eleven characters and looks like @samp{"Jan 29 1987"} or @w{@samp{"Apr
863 1 1905"}}.
864
865 @item __TIME__
866 @findex __TIME__
867 This macro expands to a string constant that describes the time at
868 which the preprocessor is being run.  The string constant contains
869 eight characters and looks like @samp{"23:59:01"}.
870
871 @item __STDC__
872 @findex __STDC__
873 This macro expands to the constant 1, to signify that this is ANSI
874 Standard C.  (Whether that is actually true depends on what C compiler
875 will operate on the output from the preprocessor.)
876
877 @item __STDC_VERSION__
878 @findex __STDC_VERSION__
879 This macro expands to the C Standard's version number,
880 a long integer constant of the form @samp{@var{yyyy}@var{mm}L}
881 where @var{yyyy} and @var{mm} are the year and month of the Standard version.
882 This signifies which version of the C Standard the preprocessor conforms to.
883 Like @samp{__STDC__}, whether this version number is accurate
884 for the entire implementation depends on what C compiler
885 will operate on the output from the preprocessor.
886
887 @item __GNUC__
888 @findex __GNUC__
889 This macro is defined if and only if this is GNU C.  This macro is
890 defined only when the entire GNU C compiler is in use; if you invoke the
891 preprocessor directly, @samp{__GNUC__} is undefined.  The value
892 identifies the major version number of GNU CC (@samp{1} for GNU CC
893 version 1, which is now obsolete, and @samp{2} for version 2).
894
895 @item __GNUC_MINOR__
896 @findex __GNUC_MINOR__
897 The macro contains the minor version number of the compiler.  This can
898 be used to work around differences between different releases of the
899 compiler (for example, if gcc 2.6.3 is known to support a feature, you
900 can test for @code{__GNUC__ > 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ >= 6)}).
901 The last number, @samp{3} in the
902 example above, denotes the bugfix level of the compiler; no macro
903 contains this value.
904
905 @item __GNUG__
906 @findex __GNUG__
907 The GNU C compiler defines this when the compilation language is
908 C++; use @samp{__GNUG__} to distinguish between GNU C and GNU
909 C++.
910
911 @item __cplusplus 
912 @findex __cplusplus 
913 The draft ANSI standard for C++ used to require predefining this
914 variable.  Though it is no longer required, GNU C++ continues to define
915 it, as do other popular C++ compilers.  You can use @samp{__cplusplus}
916 to test whether a header is compiled by a C compiler or a C++ compiler.
917
918 @item __STRICT_ANSI__
919 @findex __STRICT_ANSI__
920 This macro is defined if and only if the @samp{-ansi} switch was
921 specified when GNU C was invoked.  Its definition is the null string.
922 This macro exists primarily to direct certain GNU header files not to
923 define certain traditional Unix constructs which are incompatible with
924 ANSI C.
925
926 @item __BASE_FILE__
927 @findex __BASE_FILE__
928 This macro expands to the name of the main input file, in the form
929 of a C string constant.  This is the source file that was specified
930 as an argument when the C compiler was invoked.
931
932 @item __INCLUDE_LEVEL__
933 @findex __INCLUDE_LEVEL_
934 This macro expands to a decimal integer constant that represents the
935 depth of nesting in include files.  The value of this macro is
936 incremented on every @samp{#include} directive and decremented at every
937 end of file.  For input files specified by command line arguments,
938 the nesting level is zero.
939
940 @item __VERSION__
941 @findex __VERSION__
942 This macro expands to a string which describes the version number of
943 GNU C.  The string is normally a sequence of decimal numbers separated
944 by periods, such as @samp{"2.6.0"}.  The only reasonable use of this
945 macro is to incorporate it into a string constant.
946
947 @item __OPTIMIZE__
948 @findex __OPTIMIZE__
949 This macro is defined in optimizing compilations.  It causes certain
950 GNU header files to define alternative macro definitions for some
951 system library functions.  It is unwise to refer to or test the
952 definition of this macro unless you make very sure that programs will
953 execute with the same effect regardless.
954
955 @item __CHAR_UNSIGNED__
956 @findex __CHAR_UNSIGNED__
957 This macro is defined if and only if the data type @code{char} is
958 unsigned on the target machine.  It exists to cause the standard
959 header file @file{limit.h} to work correctly.  It is bad practice
960 to refer to this macro yourself; instead, refer to the standard
961 macros defined in @file{limit.h}.  The preprocessor uses
962 this macro to determine whether or not to sign-extend large character
963 constants written in octal; see @ref{#if Directive,,The @samp{#if} Directive}.
964
965 @item __REGISTER_PREFIX__
966 @findex __REGISTER_PREFIX__
967 This macro expands to a string describing the prefix applied to cpu
968 registers in assembler code.  It can be used to write assembler code
969 that is usable in multiple environments.  For example, in the
970 @samp{m68k-aout} environment it expands to the string @samp{""},
971 but in the @samp{m68k-coff} environment it expands to the string
972 @samp{"%"}.
973
974 @item __USER_LABEL_PREFIX__
975 @findex __USER_LABEL_PREFIX__
976 This macro expands to a string describing the prefix applied to
977 user generated labels in assembler code.  It can be used to write
978 assembler code that is usable in multiple environments.
979 For example, in the @samp{m68k-aout} environment it expands to the
980 string @samp{"_"}, but in the @samp{m68k-coff} environment it expands
981 to the string @samp{""}.
982 @end table
983
984 @node Nonstandard Predefined,, Standard Predefined, Predefined
985 @subsubsection Nonstandard Predefined Macros
986
987 The C preprocessor normally has several predefined macros that vary between
988 machines because their purpose is to indicate what type of system and
989 machine is in use.  This manual, being for all systems and machines, cannot
990 tell you exactly what their names are; instead, we offer a list of some
991 typical ones.  You can use @samp{cpp -dM} to see the values of
992 predefined macros; see @ref{Invocation}.
993
994 Some nonstandard predefined macros describe the operating system in use,
995 with more or less specificity.  For example,
996
997 @table @code
998 @item unix
999 @findex unix
1000 @samp{unix} is normally predefined on all Unix systems.
1001
1002 @item BSD
1003 @findex BSD
1004 @samp{BSD} is predefined on recent versions of Berkeley Unix
1005 (perhaps only in version 4.3).
1006 @end table
1007
1008 Other nonstandard predefined macros describe the kind of CPU, with more or
1009 less specificity.  For example,
1010
1011 @table @code
1012 @item vax
1013 @findex vax
1014 @samp{vax} is predefined on Vax computers.
1015
1016 @item mc68000
1017 @findex mc68000
1018 @samp{mc68000} is predefined on most computers whose CPU is a Motorola
1019 68000, 68010 or 68020.
1020
1021 @item m68k
1022 @findex m68k
1023 @samp{m68k} is also predefined on most computers whose CPU is a 68000,
1024 68010 or 68020; however, some makers use @samp{mc68000} and some use
1025 @samp{m68k}.  Some predefine both names.  What happens in GNU C
1026 depends on the system you are using it on.
1027
1028 @item M68020
1029 @findex M68020
1030 @samp{M68020} has been observed to be predefined on some systems that
1031 use 68020 CPUs---in addition to @samp{mc68000} and @samp{m68k}, which
1032 are less specific.
1033
1034 @item _AM29K
1035 @findex _AM29K
1036 @itemx _AM29000
1037 @findex _AM29000
1038 Both @samp{_AM29K} and @samp{_AM29000} are predefined for the AMD 29000
1039 CPU family.
1040
1041 @item ns32000
1042 @findex ns32000
1043 @samp{ns32000} is predefined on computers which use the National
1044 Semiconductor 32000 series CPU.
1045 @end table
1046
1047 Yet other nonstandard predefined macros describe the manufacturer of
1048 the system.  For example,
1049
1050 @table @code
1051 @item sun
1052 @findex sun
1053 @samp{sun} is predefined on all models of Sun computers.
1054
1055 @item pyr
1056 @findex pyr
1057 @samp{pyr} is predefined on all models of Pyramid computers.
1058
1059 @item sequent
1060 @findex sequent
1061 @samp{sequent} is predefined on all models of Sequent computers.
1062 @end table
1063
1064 These predefined symbols are not only nonstandard, they are contrary to the
1065 ANSI standard because their names do not start with underscores.
1066 Therefore, the option @samp{-ansi} inhibits the definition of these
1067 symbols.
1068
1069 This tends to make @samp{-ansi} useless, since many programs depend on the
1070 customary nonstandard predefined symbols.  Even system header files check
1071 them and will generate incorrect declarations if they do not find the names
1072 that are expected.  You might think that the header files supplied for the
1073 Uglix computer would not need to test what machine they are running on,
1074 because they can simply assume it is the Uglix; but often they do, and they
1075 do so using the customary names.  As a result, very few C programs will
1076 compile with @samp{-ansi}.  We intend to avoid such problems on the GNU
1077 system.
1078
1079 What, then, should you do in an ANSI C program to test the type of machine
1080 it will run on?
1081
1082 GNU C offers a parallel series of symbols for this purpose, whose names
1083 are made from the customary ones by adding @samp{__} at the beginning
1084 and end.  Thus, the symbol @code{__vax__} would be available on a Vax,
1085 and so on.
1086
1087 The set of nonstandard predefined names in the GNU C preprocessor is
1088 controlled (when @code{cpp} is itself compiled) by the macro
1089 @samp{CPP_PREDEFINES}, which should be a string containing @samp{-D}
1090 options, separated by spaces.  For example, on the Sun 3, we use the
1091 following definition:
1092
1093 @example
1094 #define CPP_PREDEFINES "-Dmc68000 -Dsun -Dunix -Dm68k"
1095 @end example
1096
1097 @noindent 
1098 This macro is usually specified in @file{tm.h}.
1099
1100 @node Stringification, Concatenation, Predefined, Macros
1101 @subsection Stringification
1102
1103 @cindex stringification
1104 @dfn{Stringification} means turning a code fragment into a string constant
1105 whose contents are the text for the code fragment.  For example,
1106 stringifying @samp{foo (z)} results in @samp{"foo (z)"}.
1107
1108 In the C preprocessor, stringification is an option available when macro
1109 arguments are substituted into the macro definition.  In the body of the
1110 definition, when an argument name appears, the character @samp{#} before
1111 the name specifies stringification of the corresponding actual argument
1112 when it is substituted at that point in the definition.  The same argument
1113 may be substituted in other places in the definition without
1114 stringification if the argument name appears in those places with no
1115 @samp{#}.
1116
1117 Here is an example of a macro definition that uses stringification:
1118
1119 @smallexample
1120 @group
1121 #define WARN_IF(EXP) \
1122 do @{ if (EXP) \
1123         fprintf (stderr, "Warning: " #EXP "\n"); @} \
1124 while (0)
1125 @end group
1126 @end smallexample
1127
1128 @noindent
1129 Here the actual argument for @samp{EXP} is substituted once as given,
1130 into the @samp{if} statement, and once as stringified, into the
1131 argument to @samp{fprintf}.  The @samp{do} and @samp{while (0)} are
1132 a kludge to make it possible to write @samp{WARN_IF (@var{arg});},
1133 which the resemblance of @samp{WARN_IF} to a function would make
1134 C programmers want to do; see @ref{Swallow Semicolon}.
1135
1136 The stringification feature is limited to transforming one macro argument
1137 into one string constant: there is no way to combine the argument with
1138 other text and then stringify it all together.  But the example above shows
1139 how an equivalent result can be obtained in ANSI Standard C using the
1140 feature that adjacent string constants are concatenated as one string
1141 constant.  The preprocessor stringifies the actual value of @samp{EXP} 
1142 into a separate string constant, resulting in text like
1143
1144 @smallexample
1145 @group
1146 do @{ if (x == 0) \
1147         fprintf (stderr, "Warning: " "x == 0" "\n"); @} \
1148 while (0)
1149 @end group
1150 @end smallexample
1151
1152 @noindent
1153 but the C compiler then sees three consecutive string constants and
1154 concatenates them into one, producing effectively
1155
1156 @smallexample
1157 do @{ if (x == 0) \
1158         fprintf (stderr, "Warning: x == 0\n"); @} \
1159 while (0)
1160 @end smallexample
1161
1162 Stringification in C involves more than putting doublequote characters
1163 around the fragment; it is necessary to put backslashes in front of all
1164 doublequote characters, and all backslashes in string and character
1165 constants, in order to get a valid C string constant with the proper
1166 contents.  Thus, stringifying @samp{p = "foo\n";} results in @samp{"p =
1167 \"foo\\n\";"}.  However, backslashes that are not inside of string or
1168 character constants are not duplicated: @samp{\n} by itself stringifies to
1169 @samp{"\n"}.
1170
1171 Whitespace (including comments) in the text being stringified is handled
1172 according to precise rules.  All leading and trailing whitespace is ignored.
1173 Any sequence of whitespace in the middle of the text is converted to
1174 a single space in the stringified result.
1175
1176 @node Concatenation, Undefining, Stringification, Macros
1177 @subsection Concatenation
1178 @cindex concatenation
1179 @cindex @samp{##}
1180 @dfn{Concatenation} means joining two strings into one.  In the context
1181 of macro expansion, concatenation refers to joining two lexical units
1182 into one longer one.  Specifically, an actual argument to the macro can be
1183 concatenated with another actual argument or with fixed text to produce
1184 a longer name.  The longer name might be the name of a function,
1185 variable or type, or a C keyword; it might even be the name of another
1186 macro, in which case it will be expanded.
1187
1188 When you define a macro, you request concatenation with the special
1189 operator @samp{##} in the macro body.  When the macro is called,
1190 after actual arguments are substituted, all @samp{##} operators are
1191 deleted, and so is any whitespace next to them (including whitespace
1192 that was part of an actual argument).  The result is to concatenate
1193 the syntactic tokens on either side of the @samp{##}.
1194
1195 Consider a C program that interprets named commands.  There probably needs
1196 to be a table of commands, perhaps an array of structures declared as
1197 follows:
1198
1199 @example
1200 struct command
1201 @{
1202   char *name;
1203   void (*function) ();
1204 @};
1205
1206 struct command commands[] =
1207 @{
1208   @{ "quit", quit_command@},
1209   @{ "help", help_command@},
1210   @dots{}
1211 @};
1212 @end example
1213
1214 It would be cleaner not to have to give each command name twice, once in
1215 the string constant and once in the function name.  A macro which takes the
1216 name of a command as an argument can make this unnecessary.  The string
1217 constant can be created with stringification, and the function name by
1218 concatenating the argument with @samp{_command}.  Here is how it is done:
1219
1220 @example
1221 #define COMMAND(NAME)  @{ #NAME, NAME ## _command @}
1222
1223 struct command commands[] =
1224 @{
1225   COMMAND (quit),
1226   COMMAND (help),
1227   @dots{}
1228 @};
1229 @end example
1230
1231 The usual case of concatenation is concatenating two names (or a name and a
1232 number) into a longer name.  But this isn't the only valid case.  It is
1233 also possible to concatenate two numbers (or a number and a name, such as
1234 @samp{1.5} and @samp{e3}) into a number.  Also, multi-character operators
1235 such as @samp{+=} can be formed by concatenation.  In some cases it is even
1236 possible to piece together a string constant.  However, two pieces of text
1237 that don't together form a valid lexical unit cannot be concatenated.  For
1238 example, concatenation with @samp{x} on one side and @samp{+} on the other
1239 is not meaningful because those two characters can't fit together in any
1240 lexical unit of C.  The ANSI standard says that such attempts at
1241 concatenation are undefined, but in the GNU C preprocessor it is well
1242 defined: it puts the @samp{x} and @samp{+} side by side with no particular
1243 special results.
1244
1245 Keep in mind that the C preprocessor converts comments to whitespace before
1246 macros are even considered.  Therefore, you cannot create a comment by
1247 concatenating @samp{/} and @samp{*}: the @samp{/*} sequence that starts a
1248 comment is not a lexical unit, but rather the beginning of a ``long'' space
1249 character.  Also, you can freely use comments next to a @samp{##} in a
1250 macro definition, or in actual arguments that will be concatenated, because
1251 the comments will be converted to spaces at first sight, and concatenation
1252 will later discard the spaces.
1253
1254 @node Undefining, Redefining, Concatenation, Macros
1255 @subsection Undefining Macros
1256
1257 @cindex undefining macros
1258 To @dfn{undefine} a macro means to cancel its definition.  This is done
1259 with the @samp{#undef} directive.  @samp{#undef} is followed by the macro
1260 name to be undefined.
1261
1262 Like definition, undefinition occurs at a specific point in the source
1263 file, and it applies starting from that point.  The name ceases to be a
1264 macro name, and from that point on it is treated by the preprocessor as if
1265 it had never been a macro name.
1266
1267 For example,
1268
1269 @example
1270 #define FOO 4
1271 x = FOO;
1272 #undef FOO
1273 x = FOO;
1274 @end example
1275
1276 @noindent
1277 expands into
1278
1279 @example
1280 x = 4;
1281
1282 x = FOO;
1283 @end example
1284
1285 @noindent
1286 In this example, @samp{FOO} had better be a variable or function as well
1287 as (temporarily) a macro, in order for the result of the expansion to be
1288 valid C code.
1289
1290 The same form of @samp{#undef} directive will cancel definitions with
1291 arguments or definitions that don't expect arguments.  The @samp{#undef}
1292 directive has no effect when used on a name not currently defined as a macro.
1293
1294 @node Redefining, Macro Pitfalls, Undefining, Macros
1295 @subsection Redefining Macros
1296
1297 @cindex redefining macros
1298 @dfn{Redefining} a macro means defining (with @samp{#define}) a name that
1299 is already defined as a macro.
1300
1301 A redefinition is trivial if the new definition is transparently identical
1302 to the old one.  You probably wouldn't deliberately write a trivial
1303 redefinition, but they can happen automatically when a header file is
1304 included more than once (@pxref{Header Files}), so they are accepted
1305 silently and without effect.
1306
1307 Nontrivial redefinition is considered likely to be an error, so
1308 it provokes a warning message from the preprocessor.  However, sometimes it
1309 is useful to change the definition of a macro in mid-compilation.  You can
1310 inhibit the warning by undefining the macro with @samp{#undef} before the
1311 second definition.
1312
1313 In order for a redefinition to be trivial, the new definition must
1314 exactly match the one already in effect, with two possible exceptions:
1315
1316 @itemize @bullet
1317 @item
1318 Whitespace may be added or deleted at the beginning or the end.
1319
1320 @item
1321 Whitespace may be changed in the middle (but not inside strings).
1322 However, it may not be eliminated entirely, and it may not be added
1323 where there was no whitespace at all.
1324 @end itemize
1325
1326 Recall that a comment counts as whitespace.
1327
1328 @node Macro Pitfalls,, Redefining, Macros
1329 @subsection Pitfalls and Subtleties of Macros
1330 @cindex problems with macros
1331 @cindex pitfalls of macros
1332
1333 In this section we describe some special rules that apply to macros and
1334 macro expansion, and point out certain cases in which the rules have
1335 counterintuitive consequences that you must watch out for.
1336
1337 @menu
1338 * Misnesting::        Macros can contain unmatched parentheses.
1339 * Macro Parentheses:: Why apparently superfluous parentheses
1340                          may be necessary to avoid incorrect grouping.
1341 * Swallow Semicolon:: Macros that look like functions
1342                          but expand into compound statements.
1343 * Side Effects::      Unsafe macros that cause trouble when
1344                          arguments contain side effects.
1345 * Self-Reference::    Macros whose definitions use the macros' own names.
1346 * Argument Prescan::  Actual arguments are checked for macro calls
1347                          before they are substituted.
1348 * Cascaded Macros::   Macros whose definitions use other macros.
1349 * Newlines in Args::  Sometimes line numbers get confused.
1350 @end menu
1351
1352 @node Misnesting, Macro Parentheses, Macro Pitfalls, Macro Pitfalls
1353 @subsubsection Improperly Nested Constructs
1354
1355 Recall that when a macro is called with arguments, the arguments are
1356 substituted into the macro body and the result is checked, together with
1357 the rest of the input file, for more macro calls.
1358
1359 It is possible to piece together a macro call coming partially from the
1360 macro body and partially from the actual arguments.  For example,
1361
1362 @example
1363 #define double(x) (2*(x))
1364 #define call_with_1(x) x(1)
1365 @end example
1366
1367 @noindent
1368 would expand @samp{call_with_1 (double)} into @samp{(2*(1))}.
1369
1370 Macro definitions do not have to have balanced parentheses.  By writing an
1371 unbalanced open parenthesis in a macro body, it is possible to create a
1372 macro call that begins inside the macro body but ends outside of it.  For
1373 example,
1374
1375 @example
1376 #define strange(file) fprintf (file, "%s %d",
1377 @dots{}
1378 strange(stderr) p, 35)
1379 @end example
1380
1381 @noindent
1382 This bizarre example expands to @samp{fprintf (stderr, "%s %d", p, 35)}!
1383
1384 @node Macro Parentheses, Swallow Semicolon, Misnesting, Macro Pitfalls
1385 @subsubsection Unintended Grouping of Arithmetic
1386 @cindex parentheses in macro bodies
1387
1388 You may have noticed that in most of the macro definition examples shown
1389 above, each occurrence of a macro argument name had parentheses around it.
1390 In addition, another pair of parentheses usually surround the entire macro
1391 definition.  Here is why it is best to write macros that way.
1392
1393 Suppose you define a macro as follows,
1394
1395 @example
1396 #define ceil_div(x, y) (x + y - 1) / y
1397 @end example
1398
1399 @noindent
1400 whose purpose is to divide, rounding up.  (One use for this operation is
1401 to compute how many @samp{int} objects are needed to hold a certain
1402 number of @samp{char} objects.)  Then suppose it is used as follows:
1403
1404 @example
1405 a = ceil_div (b & c, sizeof (int));
1406 @end example
1407
1408 @noindent
1409 This expands into
1410
1411 @example
1412 a = (b & c + sizeof (int) - 1) / sizeof (int);
1413 @end example
1414
1415 @noindent
1416 which does not do what is intended.  The operator-precedence rules of
1417 C make it equivalent to this:
1418
1419 @example
1420 a = (b & (c + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
1421 @end example
1422
1423 @noindent
1424 But what we want is this:
1425
1426 @example
1427 a = ((b & c) + sizeof (int) - 1)) / sizeof (int);
1428 @end example
1429
1430 @noindent
1431 Defining the macro as
1432
1433 @example
1434 #define ceil_div(x, y) ((x) + (y) - 1) / (y)
1435 @end example
1436
1437 @noindent
1438 provides the desired result.
1439
1440 However, unintended grouping can result in another way.  Consider
1441 @samp{sizeof ceil_div(1, 2)}.  That has the appearance of a C expression
1442 that would compute the size of the type of @samp{ceil_div (1, 2)}, but in
1443 fact it means something very different.  Here is what it expands to:
1444
1445 @example
1446 sizeof ((1) + (2) - 1) / (2)
1447 @end example
1448
1449 @noindent
1450 This would take the size of an integer and divide it by two.  The precedence
1451 rules have put the division outside the @samp{sizeof} when it was intended
1452 to be inside.
1453
1454 Parentheses around the entire macro definition can prevent such problems.
1455 Here, then, is the recommended way to define @samp{ceil_div}:
1456
1457 @example
1458 #define ceil_div(x, y) (((x) + (y) - 1) / (y))
1459 @end example
1460
1461 @node Swallow Semicolon, Side Effects, Macro Parentheses, Macro Pitfalls
1462 @subsubsection Swallowing the Semicolon
1463
1464 @cindex semicolons (after macro calls)
1465 Often it is desirable to define a macro that expands into a compound
1466 statement.  Consider, for example, the following macro, that advances a
1467 pointer (the argument @samp{p} says where to find it) across whitespace
1468 characters:
1469
1470 @example
1471 #define SKIP_SPACES (p, limit)  \
1472 @{ register char *lim = (limit); \
1473   while (p != lim) @{            \
1474     if (*p++ != ' ') @{          \
1475       p--; break; @}@}@}
1476 @end example
1477
1478 @noindent
1479 Here Backslash-Newline is used to split the macro definition, which must
1480 be a single line, so that it resembles the way such C code would be
1481 laid out if not part of a macro definition.
1482
1483 A call to this macro might be @samp{SKIP_SPACES (p, lim)}.  Strictly
1484 speaking, the call expands to a compound statement, which is a complete
1485 statement with no need for a semicolon to end it.  But it looks like a
1486 function call.  So it minimizes confusion if you can use it like a function
1487 call, writing a semicolon afterward, as in @samp{SKIP_SPACES (p, lim);}
1488
1489 But this can cause trouble before @samp{else} statements, because the
1490 semicolon is actually a null statement.  Suppose you write
1491
1492 @example
1493 if (*p != 0)
1494   SKIP_SPACES (p, lim);
1495 else @dots{}
1496 @end example
1497
1498 @noindent
1499 The presence of two statements---the compound statement and a null
1500 statement---in between the @samp{if} condition and the @samp{else}
1501 makes invalid C code.
1502
1503 The definition of the macro @samp{SKIP_SPACES} can be altered to solve
1504 this problem, using a @samp{do @dots{} while} statement.  Here is how:
1505
1506 @example
1507 #define SKIP_SPACES (p, limit)     \
1508 do @{ register char *lim = (limit); \
1509      while (p != lim) @{            \
1510        if (*p++ != ' ') @{          \
1511          p--; break; @}@}@}           \
1512 while (0)
1513 @end example
1514
1515 Now @samp{SKIP_SPACES (p, lim);} expands into
1516
1517 @example
1518 do @{@dots{}@} while (0);
1519 @end example
1520
1521 @noindent
1522 which is one statement.
1523
1524 @node Side Effects, Self-Reference, Swallow Semicolon, Macro Pitfalls
1525 @subsubsection Duplication of Side Effects
1526
1527 @cindex side effects (in macro arguments)
1528 @cindex unsafe macros
1529 Many C programs define a macro @samp{min}, for ``minimum'', like this:
1530
1531 @example
1532 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1533 @end example
1534
1535 When you use this macro with an argument containing a side effect,
1536 as shown here,
1537
1538 @example
1539 next = min (x + y, foo (z));
1540 @end example
1541
1542 @noindent
1543 it expands as follows:
1544
1545 @example
1546 next = ((x + y) < (foo (z)) ? (x + y) : (foo (z)));
1547 @end example
1548
1549 @noindent
1550 where @samp{x + y} has been substituted for @samp{X} and @samp{foo (z)}
1551 for @samp{Y}.
1552
1553 The function @samp{foo} is used only once in the statement as it appears
1554 in the program, but the expression @samp{foo (z)} has been substituted
1555 twice into the macro expansion.  As a result, @samp{foo} might be called
1556 two times when the statement is executed.  If it has side effects or
1557 if it takes a long time to compute, the results might not be what you
1558 intended.  We say that @samp{min} is an @dfn{unsafe} macro.
1559
1560 The best solution to this problem is to define @samp{min} in a way that
1561 computes the value of @samp{foo (z)} only once.  The C language offers no
1562 standard way to do this, but it can be done with GNU C extensions as
1563 follows:
1564
1565 @example
1566 #define min(X, Y)                     \
1567 (@{ typeof (X) __x = (X), __y = (Y);   \
1568    (__x < __y) ? __x : __y; @})
1569 @end example
1570
1571 If you do not wish to use GNU C extensions, the only solution is to be
1572 careful when @emph{using} the macro @samp{min}.  For example, you can
1573 calculate the value of @samp{foo (z)}, save it in a variable, and use that
1574 variable in @samp{min}:
1575
1576 @example
1577 #define min(X, Y)  ((X) < (Y) ? (X) : (Y))
1578 @dots{}
1579 @{
1580   int tem = foo (z);
1581   next = min (x + y, tem);
1582 @}
1583 @end example
1584
1585 @noindent
1586 (where we assume that @samp{foo} returns type @samp{int}).
1587
1588 @node Self-Reference, Argument Prescan, Side Effects, Macro Pitfalls
1589 @subsubsection Self-Referential Macros
1590
1591 @cindex self-reference
1592 A @dfn{self-referential} macro is one whose name appears in its definition.
1593 A special feature of ANSI Standard C is that the self-reference is not
1594 considered a macro call.  It is passed into the preprocessor output
1595 unchanged.
1596
1597 Let's consider an example:
1598
1599 @example
1600 #define foo (4 + foo)
1601 @end example
1602
1603 @noindent
1604 where @samp{foo} is also a variable in your program.
1605
1606 Following the ordinary rules, each reference to @samp{foo} will expand into
1607 @samp{(4 + foo)}; then this will be rescanned and will expand into @samp{(4
1608 + (4 + foo))}; and so on until it causes a fatal error (memory full) in the
1609 preprocessor.
1610
1611 However, the special rule about self-reference cuts this process short
1612 after one step, at @samp{(4 + foo)}.  Therefore, this macro definition
1613 has the possibly useful effect of causing the program to add 4 to
1614 the value of @samp{foo} wherever @samp{foo} is referred to.
1615
1616 In most cases, it is a bad idea to take advantage of this feature.  A
1617 person reading the program who sees that @samp{foo} is a variable will
1618 not expect that it is a macro as well.  The reader will come across the
1619 identifier @samp{foo} in the program and think its value should be that
1620 of the variable @samp{foo}, whereas in fact the value is four greater.
1621
1622 The special rule for self-reference applies also to @dfn{indirect}
1623 self-reference.  This is the case where a macro @var{x} expands to use a
1624 macro @samp{y}, and the expansion of @samp{y} refers to the macro
1625 @samp{x}.  The resulting reference to @samp{x} comes indirectly from the
1626 expansion of @samp{x}, so it is a self-reference and is not further
1627 expanded.  Thus, after
1628
1629 @example
1630 #define x (4 + y)
1631 #define y (2 * x)
1632 @end example
1633
1634 @noindent
1635 @samp{x} would expand into @samp{(4 + (2 * x))}.  Clear?
1636
1637 But suppose @samp{y} is used elsewhere, not from the definition of @samp{x}.
1638 Then the use of @samp{x} in the expansion of @samp{y} is not a self-reference
1639 because @samp{x} is not ``in progress''.  So it does expand.  However,
1640 the expansion of @samp{x} contains a reference to @samp{y}, and that
1641 is an indirect self-reference now because @samp{y} is ``in progress''.
1642 The result is that @samp{y} expands to @samp{(2 * (4 + y))}.
1643
1644 It is not clear that this behavior would ever be useful, but it is specified
1645 by the ANSI C standard, so you may need to understand it.
1646
1647 @node Argument Prescan, Cascaded Macros, Self-Reference, Macro Pitfalls
1648 @subsubsection Separate Expansion of Macro Arguments
1649 @cindex expansion of arguments
1650 @cindex macro argument expansion
1651 @cindex prescan of macro arguments
1652
1653 We have explained that the expansion of a macro, including the substituted
1654 actual arguments, is scanned over again for macro calls to be expanded.
1655
1656 What really happens is more subtle: first each actual argument text is scanned
1657 separately for macro calls.  Then the results of this are substituted into
1658 the macro body to produce the macro expansion, and the macro expansion
1659 is scanned again for macros to expand.
1660
1661 The result is that the actual arguments are scanned @emph{twice} to expand
1662 macro calls in them.
1663
1664 Most of the time, this has no effect.  If the actual argument contained
1665 any macro calls, they are expanded during the first scan.  The result
1666 therefore contains no macro calls, so the second scan does not change it.
1667 If the actual argument were substituted as given, with no prescan,
1668 the single remaining scan would find the same macro calls and produce
1669 the same results.
1670
1671 You might expect the double scan to change the results when a
1672 self-referential macro is used in an actual argument of another macro
1673 (@pxref{Self-Reference}): the self-referential macro would be expanded once
1674 in the first scan, and a second time in the second scan.  But this is not
1675 what happens.  The self-references that do not expand in the first scan are
1676 marked so that they will not expand in the second scan either.
1677
1678 The prescan is not done when an argument is stringified or concatenated.
1679 Thus,
1680
1681 @example
1682 #define str(s) #s
1683 #define foo 4
1684 str (foo)
1685 @end example
1686
1687 @noindent
1688 expands to @samp{"foo"}.  Once more, prescan has been prevented from
1689 having any noticeable effect.
1690
1691 More precisely, stringification and concatenation use the argument as
1692 written, in un-prescanned form.  The same actual argument would be used in
1693 prescanned form if it is substituted elsewhere without stringification or
1694 concatenation.
1695
1696 @example
1697 #define str(s) #s lose(s)
1698 #define foo 4
1699 str (foo)
1700 @end example
1701
1702 expands to @samp{"foo" lose(4)}.
1703
1704 You might now ask, ``Why mention the prescan, if it makes no difference?
1705 And why not skip it and make the preprocessor faster?''  The answer is
1706 that the prescan does make a difference in three special cases:
1707
1708 @itemize @bullet
1709 @item
1710 Nested calls to a macro.
1711
1712 @item
1713 Macros that call other macros that stringify or concatenate.
1714
1715 @item
1716 Macros whose expansions contain unshielded commas.
1717 @end itemize
1718
1719 We say that @dfn{nested} calls to a macro occur when a macro's actual
1720 argument contains a call to that very macro.  For example, if @samp{f}
1721 is a macro that expects one argument, @samp{f (f (1))} is a nested
1722 pair of calls to @samp{f}.  The desired expansion is made by
1723 expanding @samp{f (1)} and substituting that into the definition of
1724 @samp{f}.  The prescan causes the expected result to happen.
1725 Without the prescan, @samp{f (1)} itself would be substituted as
1726 an actual argument, and the inner use of @samp{f} would appear
1727 during the main scan as an indirect self-reference and would not
1728 be expanded.  Here, the prescan cancels an undesirable side effect
1729 (in the medical, not computational, sense of the term) of the special
1730 rule for self-referential macros.
1731
1732 But prescan causes trouble in certain other cases of nested macro calls.
1733 Here is an example:
1734
1735 @example
1736 #define foo  a,b
1737 #define bar(x) lose(x)
1738 #define lose(x) (1 + (x))
1739
1740 bar(foo)
1741 @end example
1742
1743 @noindent
1744 We would like @samp{bar(foo)} to turn into @samp{(1 + (foo))}, which
1745 would then turn into @samp{(1 + (a,b))}.  But instead, @samp{bar(foo)}
1746 expands into @samp{lose(a,b)}, and you get an error because @code{lose}
1747 requires a single argument.  In this case, the problem is easily solved
1748 by the same parentheses that ought to be used to prevent misnesting of
1749 arithmetic operations:
1750
1751 @example
1752 #define foo (a,b)
1753 #define bar(x) lose((x))
1754 @end example
1755
1756 The problem is more serious when the operands of the macro are not
1757 expressions; for example, when they are statements.  Then parentheses
1758 are unacceptable because they would make for invalid C code:
1759
1760 @example
1761 #define foo @{ int a, b; @dots{} @}
1762 @end example
1763
1764 @noindent
1765 In GNU C you can shield the commas using the @samp{(@{@dots{}@})}
1766 construct which turns a compound statement into an expression:
1767
1768 @example
1769 #define foo (@{ int a, b; @dots{} @})
1770 @end example
1771
1772 Or you can rewrite the macro definition to avoid such commas:
1773
1774 @example
1775 #define foo @{ int a; int b; @dots{} @}
1776 @end example
1777
1778 There is also one case where prescan is useful.  It is possible
1779 to use prescan to expand an argument and then stringify it---if you use
1780 two levels of macros.  Let's add a new macro @samp{xstr} to the
1781 example shown above:
1782
1783 @example
1784 #define xstr(s) str(s)
1785 #define str(s) #s
1786 #define foo 4
1787 xstr (foo)
1788 @end example
1789
1790 This expands into @samp{"4"}, not @samp{"foo"}.  The reason for the
1791 difference is that the argument of @samp{xstr} is expanded at prescan
1792 (because @samp{xstr} does not specify stringification or concatenation of
1793 the argument).  The result of prescan then forms the actual argument for
1794 @samp{str}.  @samp{str} uses its argument without prescan because it
1795 performs stringification; but it cannot prevent or undo the prescanning
1796 already done by @samp{xstr}.
1797
1798 @node Cascaded Macros, Newlines in Args, Argument Prescan, Macro Pitfalls
1799 @subsubsection Cascaded Use of Macros
1800
1801 @cindex cascaded macros
1802 @cindex macro body uses macro
1803 A @dfn{cascade} of macros is when one macro's body contains a reference
1804 to another macro.  This is very common practice.  For example,
1805
1806 @example
1807 #define BUFSIZE 1020
1808 #define TABLESIZE BUFSIZE
1809 @end example
1810
1811 This is not at all the same as defining @samp{TABLESIZE} to be @samp{1020}.
1812 The @samp{#define} for @samp{TABLESIZE} uses exactly the body you
1813 specify---in this case, @samp{BUFSIZE}---and does not check to see whether
1814 it too is the name of a macro.
1815
1816 It's only when you @emph{use} @samp{TABLESIZE} that the result of its expansion
1817 is checked for more macro names.
1818
1819 This makes a difference if you change the definition of @samp{BUFSIZE}
1820 at some point in the source file.  @samp{TABLESIZE}, defined as shown,
1821 will always expand using the definition of @samp{BUFSIZE} that is
1822 currently in effect:
1823
1824 @example
1825 #define BUFSIZE 1020
1826 #define TABLESIZE BUFSIZE
1827 #undef BUFSIZE
1828 #define BUFSIZE 37
1829 @end example
1830
1831 @noindent
1832 Now @samp{TABLESIZE} expands (in two stages) to @samp{37}.  (The
1833 @samp{#undef} is to prevent any warning about the nontrivial
1834 redefinition of @code{BUFSIZE}.)
1835
1836 @node Newlines in Args,, Cascaded Macros, Macro Pitfalls
1837 @subsection Newlines in Macro Arguments
1838 @cindex newlines in macro arguments
1839
1840 Traditional macro processing carries forward all newlines in macro
1841 arguments into the expansion of the macro.  This means that, if some of
1842 the arguments are substituted more than once, or not at all, or out of
1843 order, newlines can be duplicated, lost, or moved around within the
1844 expansion.  If the expansion consists of multiple statements, then the
1845 effect is to distort the line numbers of some of these statements.  The
1846 result can be incorrect line numbers, in error messages or displayed in
1847 a debugger.
1848
1849 The GNU C preprocessor operating in ANSI C mode adjusts appropriately
1850 for multiple use of an argument---the first use expands all the
1851 newlines, and subsequent uses of the same argument produce no newlines.
1852 But even in this mode, it can produce incorrect line numbering if
1853 arguments are used out of order, or not used at all.
1854
1855 Here is an example illustrating this problem:
1856
1857 @example
1858 #define ignore_second_arg(a,b,c) a; c
1859
1860 ignore_second_arg (foo (),
1861                    ignored (),
1862                    syntax error);
1863 @end example
1864
1865 @noindent
1866 The syntax error triggered by the tokens @samp{syntax error} results
1867 in an error message citing line four, even though the statement text
1868 comes from line five.
1869
1870 @node Conditionals, Combining Sources, Macros, Top
1871 @section Conditionals
1872
1873 @cindex conditionals
1874 In a macro processor, a @dfn{conditional} is a directive that allows a part
1875 of the program to be ignored during compilation, on some conditions.
1876 In the C preprocessor, a conditional can test either an arithmetic expression
1877 or whether a name is defined as a macro.
1878
1879 A conditional in the C preprocessor resembles in some ways an @samp{if}
1880 statement in C, but it is important to understand the difference between
1881 them.  The condition in an @samp{if} statement is tested during the execution
1882 of your program.  Its purpose is to allow your program to behave differently
1883 from run to run, depending on the data it is operating on.  The condition
1884 in a preprocessing conditional directive is tested when your program is compiled.
1885 Its purpose is to allow different code to be included in the program depending
1886 on the situation at the time of compilation.
1887
1888 @menu
1889 * Uses: Conditional Uses.       What conditionals are for.
1890 * Syntax: Conditional Syntax.   How conditionals are written.
1891 * Deletion: Deleted Code.       Making code into a comment.
1892 * Macros: Conditionals-Macros.  Why conditionals are used with macros.
1893 * Assertions::                  How and why to use assertions.
1894 * Errors: #error Directive.     Detecting inconsistent compilation parameters.
1895 @end menu
1896
1897 @node Conditional Uses
1898 @subsection Why Conditionals are Used
1899
1900 Generally there are three kinds of reason to use a conditional.
1901
1902 @itemize @bullet
1903 @item
1904 A program may need to use different code depending on the machine or
1905 operating system it is to run on.  In some cases the code for one
1906 operating system may be erroneous on another operating system; for
1907 example, it might refer to library routines that do not exist on the
1908 other system.  When this happens, it is not enough to avoid executing
1909 the invalid code: merely having it in the program makes it impossible
1910 to link the program and run it.  With a preprocessing conditional, the
1911 offending code can be effectively excised from the program when it is
1912 not valid.
1913
1914 @item
1915 You may want to be able to compile the same source file into two
1916 different programs.  Sometimes the difference between the programs is
1917 that one makes frequent time-consuming consistency checks on its
1918 intermediate data, or prints the values of those data for debugging,
1919 while the other does not.
1920
1921 @item
1922 A conditional whose condition is always false is a good way to exclude
1923 code from the program but keep it as a sort of comment for future
1924 reference.
1925 @end itemize
1926
1927 Most simple programs that are intended to run on only one machine will
1928 not need to use preprocessing conditionals.
1929
1930 @node Conditional Syntax
1931 @subsection Syntax of Conditionals
1932
1933 @findex #if
1934 A conditional in the C preprocessor begins with a @dfn{conditional
1935 directive}: @samp{#if}, @samp{#ifdef} or @samp{#ifndef}.
1936 @xref{Conditionals-Macros}, for information on @samp{#ifdef} and
1937 @samp{#ifndef}; only @samp{#if} is explained here.
1938
1939 @menu
1940 * If: #if Directive.     Basic conditionals using @samp{#if} and @samp{#endif}.
1941 * Else: #else Directive. Including some text if the condition fails.
1942 * Elif: #elif Directive. Testing several alternative possibilities.
1943 @end menu
1944
1945 @node #if Directive
1946 @subsubsection The @samp{#if} Directive
1947
1948 The @samp{#if} directive in its simplest form consists of
1949
1950 @example
1951 #if @var{expression}
1952 @var{controlled text}
1953 #endif /* @var{expression} */
1954 @end example
1955
1956 The comment following the @samp{#endif} is not required, but it is a good
1957 practice because it helps people match the @samp{#endif} to the
1958 corresponding @samp{#if}.  Such comments should always be used, except in
1959 short conditionals that are not nested.  In fact, you can put anything at
1960 all after the @samp{#endif} and it will be ignored by the GNU C preprocessor,
1961 but only comments are acceptable in ANSI Standard C.
1962
1963 @var{expression} is a C expression of integer type, subject to stringent
1964 restrictions.  It may contain
1965
1966 @itemize @bullet
1967 @item
1968 Integer constants, which are all regarded as @code{long} or
1969 @code{unsigned long}.
1970
1971 @item
1972 Character constants, which are interpreted according to the character
1973 set and conventions of the machine and operating system on which the
1974 preprocessor is running.  The GNU C preprocessor uses the C data type
1975 @samp{char} for these character constants; therefore, whether some
1976 character codes are negative is determined by the C compiler used to
1977 compile the preprocessor.  If it treats @samp{char} as signed, then
1978 character codes large enough to set the sign bit will be considered
1979 negative; otherwise, no character code is considered negative.
1980
1981 @item
1982 Arithmetic operators for addition, subtraction, multiplication,
1983 division, bitwise operations, shifts, comparisons, and logical
1984 operations (@samp{&&} and @samp{||}).
1985
1986 @item
1987 Identifiers that are not macros, which are all treated as zero(!).
1988
1989 @item
1990 Macro calls.  All macro calls in the expression are expanded before
1991 actual computation of the expression's value begins.
1992 @end itemize
1993
1994 Note that @samp{sizeof} operators and @code{enum}-type values are not allowed.
1995 @code{enum}-type values, like all other identifiers that are not taken
1996 as macro calls and expanded, are treated as zero.
1997
1998 The @var{controlled text} inside of a conditional can include
1999 preprocessing directives.  Then the directives inside the conditional are
2000 obeyed only if that branch of the conditional succeeds.  The text can
2001 also contain other conditional groups.  However, the @samp{#if} and
2002 @samp{#endif} directives must balance.
2003
2004 @node #else Directive
2005 @subsubsection The @samp{#else} Directive
2006
2007 @findex #else
2008 The @samp{#else} directive can be added to a conditional to provide
2009 alternative text to be used if the condition is false.  This is what
2010 it looks like:
2011
2012 @example
2013 #if @var{expression}
2014 @var{text-if-true}
2015 #else /* Not @var{expression} */
2016 @var{text-if-false}
2017 #endif /* Not @var{expression} */
2018 @end example
2019
2020 If @var{expression} is nonzero, and thus the @var{text-if-true} is 
2021 active, then @samp{#else} acts like a failing conditional and the
2022 @var{text-if-false} is ignored.  Contrariwise, if the @samp{#if}
2023 conditional fails, the @var{text-if-false} is considered included.
2024
2025 @node #elif Directive
2026 @subsubsection The @samp{#elif} Directive
2027
2028 @findex #elif
2029 One common case of nested conditionals is used to check for more than two
2030 possible alternatives.  For example, you might have
2031
2032 @example
2033 #if X == 1
2034 @dots{}
2035 #else /* X != 1 */
2036 #if X == 2
2037 @dots{}
2038 #else /* X != 2 */
2039 @dots{}
2040 #endif /* X != 2 */
2041 #endif /* X != 1 */
2042 @end example
2043
2044 Another conditional directive, @samp{#elif}, allows this to be abbreviated
2045 as follows:
2046
2047 @example
2048 #if X == 1
2049 @dots{}
2050 #elif X == 2
2051 @dots{}
2052 #else /* X != 2 and X != 1*/
2053 @dots{}
2054 #endif /* X != 2 and X != 1*/
2055 @end example
2056
2057 @samp{#elif} stands for ``else if''.  Like @samp{#else}, it goes in the
2058 middle of a @samp{#if}-@samp{#endif} pair and subdivides it; it does not
2059 require a matching @samp{#endif} of its own.  Like @samp{#if}, the
2060 @samp{#elif} directive includes an expression to be tested.
2061
2062 The text following the @samp{#elif} is processed only if the original
2063 @samp{#if}-condition failed and the @samp{#elif} condition succeeds.
2064 More than one @samp{#elif} can go in the same @samp{#if}-@samp{#endif}
2065 group.  Then the text after each @samp{#elif} is processed only if the
2066 @samp{#elif} condition succeeds after the original @samp{#if} and any
2067 previous @samp{#elif} directives within it have failed.  @samp{#else} is
2068 equivalent to @samp{#elif 1}, and @samp{#else} is allowed after any
2069 number of @samp{#elif} directives, but @samp{#elif} may not follow
2070 @samp{#else}.
2071
2072 @node Deleted Code
2073 @subsection Keeping Deleted Code for Future Reference
2074 @cindex commenting out code
2075
2076 If you replace or delete a part of the program but want to keep the old
2077 code around as a comment for future reference, the easy way to do this
2078 is to put @samp{#if 0} before it and @samp{#endif} after it.  This is
2079 better than using comment delimiters @samp{/*} and @samp{*/} since those
2080 won't work if the code already contains comments (C comments do not
2081 nest).
2082
2083 This works even if the code being turned off contains conditionals, but
2084 they must be entire conditionals (balanced @samp{#if} and @samp{#endif}).
2085
2086 Conversely, do not use @samp{#if 0} for comments which are not C code.
2087 Use the comment delimiters @samp{/*} and @samp{*/} instead.  The
2088 interior of @samp{#if 0} must consist of complete tokens; in particular,
2089 singlequote characters must balance.  But comments often contain
2090 unbalanced singlequote characters (known in English as apostrophes).
2091 These confuse @samp{#if 0}.  They do not confuse @samp{/*}.
2092
2093 @node Conditionals-Macros
2094 @subsection Conditionals and Macros
2095
2096 Conditionals are useful in connection with macros or assertions, because
2097 those are the only ways that an expression's value can vary from one
2098 compilation to another.  A @samp{#if} directive whose expression uses no
2099 macros or assertions is equivalent to @samp{#if 1} or @samp{#if 0}; you
2100 might as well determine which one, by computing the value of the
2101 expression yourself, and then simplify the program.
2102
2103 For example, here is a conditional that tests the expression
2104 @samp{BUFSIZE == 1020}, where @samp{BUFSIZE} must be a macro.
2105
2106 @example
2107 #if BUFSIZE == 1020
2108   printf ("Large buffers!\n");
2109 #endif /* BUFSIZE is large */
2110 @end example
2111
2112 (Programmers often wish they could test the size of a variable or data
2113 type in @samp{#if}, but this does not work.  The preprocessor does not
2114 understand @code{sizeof}, or typedef names, or even the type keywords
2115 such as @code{int}.)
2116
2117 @findex defined
2118 The special operator @samp{defined} is used in @samp{#if} expressions to
2119 test whether a certain name is defined as a macro.  Either @samp{defined
2120 @var{name}} or @samp{defined (@var{name})} is an expression whose value
2121 is 1 if @var{name} is defined as macro at the current point in the
2122 program, and 0 otherwise.  For the @samp{defined} operator it makes no
2123 difference what the definition of the macro is; all that matters is
2124 whether there is a definition.  Thus, for example,@refill
2125
2126 @example
2127 #if defined (vax) || defined (ns16000)
2128 @end example
2129
2130 @noindent
2131 would succeed if either of the names @samp{vax} and @samp{ns16000} is
2132 defined as a macro.  You can test the same condition using assertions
2133 (@pxref{Assertions}), like this:
2134
2135 @example
2136 #if #cpu (vax) || #cpu (ns16000)
2137 @end example
2138
2139 If a macro is defined and later undefined with @samp{#undef},
2140 subsequent use of the @samp{defined} operator returns 0, because
2141 the name is no longer defined.  If the macro is defined again with
2142 another @samp{#define}, @samp{defined} will recommence returning 1.
2143
2144 @findex #ifdef
2145 @findex #ifndef
2146 Conditionals that test whether just one name is defined are very common,
2147 so there are two special short conditional directives for this case.
2148
2149 @table @code
2150 @item #ifdef @var{name}
2151 is equivalent to @samp{#if defined (@var{name})}.
2152
2153 @item #ifndef @var{name}
2154 is equivalent to @samp{#if ! defined (@var{name})}.
2155 @end table
2156
2157 Macro definitions can vary between compilations for several reasons.
2158
2159 @itemize @bullet
2160 @item
2161 Some macros are predefined on each kind of machine.  For example, on a
2162 Vax, the name @samp{vax} is a predefined macro.  On other machines, it
2163 would not be defined.
2164
2165 @item
2166 Many more macros are defined by system header files.  Different
2167 systems and machines define different macros, or give them different
2168 values.  It is useful to test these macros with conditionals to avoid
2169 using a system feature on a machine where it is not implemented.
2170
2171 @item
2172 Macros are a common way of allowing users to customize a program for
2173 different machines or applications.  For example, the macro
2174 @samp{BUFSIZE} might be defined in a configuration file for your
2175 program that is included as a header file in each source file.  You
2176 would use @samp{BUFSIZE} in a preprocessing conditional in order to
2177 generate different code depending on the chosen configuration.
2178
2179 @item
2180 Macros can be defined or undefined with @samp{-D} and @samp{-U}
2181 command options when you compile the program.  You can arrange to
2182 compile the same source file into two different programs by choosing
2183 a macro name to specify which program you want, writing conditionals
2184 to test whether or how this macro is defined, and then controlling
2185 the state of the macro with compiler command options.
2186 @xref{Invocation}.
2187 @end itemize
2188
2189 @ifinfo
2190 Assertions are usually predefined, but can be defined with preprocessor
2191 directives or command-line options.
2192 @end ifinfo
2193
2194 @node Assertions
2195 @subsection Assertions
2196
2197 @cindex assertions
2198 @dfn{Assertions} are a more systematic alternative to macros in writing
2199 conditionals to test what sort of computer or system the compiled
2200 program will run on.  Assertions are usually predefined, but you can
2201 define them with preprocessing directives or command-line options.
2202
2203 @cindex predicates
2204 The macros traditionally used to describe the type of target are not
2205 classified in any way according to which question they answer; they may
2206 indicate a hardware architecture, a particular hardware model, an
2207 operating system, a particular version of an operating system, or
2208 specific configuration options.  These are jumbled together in a single
2209 namespace.  In contrast, each assertion consists of a named question and
2210 an answer.  The question is usually called the @dfn{predicate}.
2211 An assertion looks like this:
2212
2213 @example
2214 #@var{predicate} (@var{answer})
2215 @end example
2216
2217 @noindent
2218 You must use a properly formed identifier for @var{predicate}.  The
2219 value of @var{answer} can be any sequence of words; all characters are
2220 significant except for leading and trailing whitespace, and differences
2221 in internal whitespace sequences are ignored.  Thus, @samp{x + y} is
2222 different from @samp{x+y} but equivalent to @samp{x + y}.  @samp{)} is
2223 not allowed in an answer.
2224
2225 @cindex testing predicates
2226 Here is a conditional to test whether the answer @var{answer} is asserted
2227 for the predicate @var{predicate}:
2228
2229 @example
2230 #if #@var{predicate} (@var{answer})
2231 @end example
2232
2233 @noindent
2234 There may be more than one answer asserted for a given predicate.  If
2235 you omit the answer, you can test whether @emph{any} answer is asserted
2236 for @var{predicate}:
2237
2238 @example
2239 #if #@var{predicate}
2240 @end example
2241
2242 @findex #system
2243 @findex #machine
2244 @findex #cpu
2245 Most of the time, the assertions you test will be predefined assertions.
2246 GNU C provides three predefined predicates: @code{system}, @code{cpu},
2247 and @code{machine}.  @code{system} is for assertions about the type of
2248 software, @code{cpu} describes the type of computer architecture, and
2249 @code{machine} gives more information about the computer.  For example,
2250 on a GNU system, the following assertions would be true:
2251
2252 @example
2253 #system (gnu)
2254 #system (mach)
2255 #system (mach 3)
2256 #system (mach 3.@var{subversion})
2257 #system (hurd)
2258 #system (hurd @var{version})
2259 @end example
2260
2261 @noindent
2262 and perhaps others.  The alternatives with
2263 more or less version information let you ask more or less detailed
2264 questions about the type of system software.
2265
2266 On a Unix system, you would find @code{#system (unix)} and perhaps one of:
2267 @code{#system (aix)}, @code{#system (bsd)}, @code{#system (hpux)},
2268 @code{#system (lynx)}, @code{#system (mach)}, @code{#system (posix)},
2269 @code{#system (svr3)}, @code{#system (svr4)}, or @code{#system (xpg4)}
2270 with possible version numbers following.
2271
2272 Other values for @code{system} are @code{#system (mvs)}
2273 and @code{#system (vms)}.
2274
2275 @strong{Portability note:} Many Unix C compilers provide only one answer
2276 for the @code{system} assertion: @code{#system (unix)}, if they support
2277 assertions at all.  This is less than useful.
2278
2279 An assertion with a multi-word answer is completely different from several
2280 assertions with individual single-word answers.  For example, the presence
2281 of @code{system (mach 3.0)} does not mean that @code{system (3.0)} is true.
2282 It also does not directly imply @code{system (mach)}, but in GNU C, that
2283 last will normally be asserted as well.
2284
2285 The current list of possible assertion values for @code{cpu} is:
2286 @code{#cpu (a29k)}, @code{#cpu (alpha)}, @code{#cpu (arm)}, @code{#cpu
2287 (clipper)}, @code{#cpu (convex)}, @code{#cpu (elxsi)}, @code{#cpu
2288 (tron)}, @code{#cpu (h8300)}, @code{#cpu (i370)}, @code{#cpu (i386)},
2289 @code{#cpu (i860)}, @code{#cpu (i960)}, @code{#cpu (m68k)}, @code{#cpu
2290 (m88k)}, @code{#cpu (mips)}, @code{#cpu (ns32k)}, @code{#cpu (hppa)},
2291 @code{#cpu (pyr)}, @code{#cpu (ibm032)}, @code{#cpu (rs6000)},
2292 @code{#cpu (sh)}, @code{#cpu (sparc)}, @code{#cpu (spur)}, @code{#cpu
2293 (tahoe)}, @code{#cpu (vax)}, @code{#cpu (we32000)}.
2294
2295 @findex #assert
2296 You can create assertions within a C program using @samp{#assert}, like
2297 this:
2298
2299 @example
2300 #assert @var{predicate} (@var{answer})
2301 @end example
2302
2303 @noindent
2304 (Note the absence of a @samp{#} before @var{predicate}.)
2305
2306 @cindex unassert
2307 @cindex assertions, undoing
2308 @cindex retracting assertions
2309 @findex #unassert
2310 Each time you do this, you assert a new true answer for @var{predicate}.
2311 Asserting one answer does not invalidate previously asserted answers;
2312 they all remain true.  The only way to remove an assertion is with
2313 @samp{#unassert}.  @samp{#unassert} has the same syntax as
2314 @samp{#assert}.  You can also remove all assertions about
2315 @var{predicate} like this:
2316
2317 @example
2318 #unassert @var{predicate}
2319 @end example
2320
2321 You can also add or cancel assertions using command options
2322 when you run @code{gcc} or @code{cpp}.  @xref{Invocation}.
2323
2324 @node #error Directive
2325 @subsection The @samp{#error} and @samp{#warning} Directives
2326
2327 @findex #error
2328 The directive @samp{#error} causes the preprocessor to report a fatal
2329 error.  The rest of the line that follows @samp{#error} is used as the
2330 error message.
2331
2332 You would use @samp{#error} inside of a conditional that detects a
2333 combination of parameters which you know the program does not properly
2334 support.  For example, if you know that the program will not run
2335 properly on a Vax, you might write
2336
2337 @smallexample
2338 @group
2339 #ifdef __vax__
2340 #error Won't work on Vaxen.  See comments at get_last_object.
2341 #endif
2342 @end group
2343 @end smallexample
2344
2345 @noindent
2346 @xref{Nonstandard Predefined}, for why this works.
2347
2348 If you have several configuration parameters that must be set up by
2349 the installation in a consistent way, you can use conditionals to detect
2350 an inconsistency and report it with @samp{#error}.  For example,
2351
2352 @smallexample
2353 #if HASH_TABLE_SIZE % 2 == 0 || HASH_TABLE_SIZE % 3 == 0 \
2354     || HASH_TABLE_SIZE % 5 == 0
2355 #error HASH_TABLE_SIZE should not be divisible by a small prime
2356 #endif
2357 @end smallexample
2358
2359 @findex #warning
2360 The directive @samp{#warning} is like the directive @samp{#error}, but causes
2361 the preprocessor to issue a warning and continue preprocessing.  The rest of
2362 the line that follows @samp{#warning} is used as the warning message.
2363
2364 You might use @samp{#warning} in obsolete header files, with a message
2365 directing the user to the header file which should be used instead.
2366
2367 @node Combining Sources, Other Directives, Conditionals, Top
2368 @section Combining Source Files
2369
2370 @cindex line control
2371 One of the jobs of the C preprocessor is to inform the C compiler of where
2372 each line of C code came from: which source file and which line number.
2373
2374 C code can come from multiple source files if you use @samp{#include};
2375 both @samp{#include} and the use of conditionals and macros can cause
2376 the line number of a line in the preprocessor output to be different
2377 from the line's number in the original source file.  You will appreciate
2378 the value of making both the C compiler (in error messages) and symbolic
2379 debuggers such as GDB use the line numbers in your source file.
2380
2381 The C preprocessor builds on this feature by offering a directive by which
2382 you can control the feature explicitly.  This is useful when a file for
2383 input to the C preprocessor is the output from another program such as the
2384 @code{bison} parser generator, which operates on another file that is the
2385 true source file.  Parts of the output from @code{bison} are generated from
2386 scratch, other parts come from a standard parser file.  The rest are copied
2387 nearly verbatim from the source file, but their line numbers in the
2388 @code{bison} output are not the same as their original line numbers.
2389 Naturally you would like compiler error messages and symbolic debuggers to
2390 know the original source file and line number of each line in the
2391 @code{bison} input.
2392
2393 @findex #line
2394 @code{bison} arranges this by writing @samp{#line} directives into the output
2395 file.  @samp{#line} is a directive that specifies the original line number
2396 and source file name for subsequent input in the current preprocessor input
2397 file.  @samp{#line} has three variants:
2398
2399 @table @code
2400 @item #line @var{linenum}
2401 Here @var{linenum} is a decimal integer constant.  This specifies that
2402 the line number of the following line of input, in its original source file,
2403 was @var{linenum}.
2404
2405 @item #line @var{linenum} @var{filename}
2406 Here @var{linenum} is a decimal integer constant and @var{filename}
2407 is a string constant.  This specifies that the following line of input
2408 came originally from source file @var{filename} and its line number there
2409 was @var{linenum}.  Keep in mind that @var{filename} is not just a
2410 file name; it is surrounded by doublequote characters so that it looks
2411 like a string constant.
2412
2413 @item #line @var{anything else}
2414 @var{anything else} is checked for macro calls, which are expanded.
2415 The result should be a decimal integer constant followed optionally
2416 by a string constant, as described above.
2417 @end table
2418
2419 @samp{#line} directives alter the results of the @samp{__FILE__} and
2420 @samp{__LINE__} predefined macros from that point on.  @xref{Standard
2421 Predefined}.
2422
2423 The output of the preprocessor (which is the input for the rest of the
2424 compiler) contains directives that look much like @samp{#line} directives.
2425 They start with just @samp{#} instead of @samp{#line}, but this is
2426 followed by a line number and file name as in @samp{#line}.  @xref{Output}.
2427
2428 @node Other Directives, Output, Combining Sources, Top
2429 @section Miscellaneous Preprocessing Directives
2430
2431 @cindex null directive
2432 This section describes three additional preprocessing directives.  They are
2433 not very useful, but are mentioned for completeness.
2434
2435 The @dfn{null directive} consists of a @samp{#} followed by a Newline, with
2436 only whitespace (including comments) in between.  A null directive is
2437 understood as a preprocessing directive but has no effect on the preprocessor
2438 output.  The primary significance of the existence of the null directive is
2439 that an input line consisting of just a @samp{#} will produce no output,
2440 rather than a line of output containing just a @samp{#}.  Supposedly
2441 some old C programs contain such lines.
2442
2443 @findex #pragma
2444 The ANSI standard specifies that the @samp{#pragma} directive has an
2445 arbitrary, implementation-defined effect.  In the GNU C preprocessor,
2446 @samp{#pragma} directives are not used, except for @samp{#pragma once}
2447 (@pxref{Once-Only}).  However, they are left in the preprocessor output,
2448 so they are available to the compilation pass.
2449
2450 @findex #ident
2451 The @samp{#ident} directive is supported for compatibility with certain
2452 other systems.  It is followed by a line of text.  On some systems, the
2453 text is copied into a special place in the object file; on most systems,
2454 the text is ignored and this directive has no effect.  Typically
2455 @samp{#ident} is only used in header files supplied with those systems
2456 where it is meaningful.
2457
2458 @node Output, Invocation, Other Directives, Top
2459 @section C Preprocessor Output
2460
2461 @cindex output format
2462 The output from the C preprocessor looks much like the input, except
2463 that all preprocessing directive lines have been replaced with blank lines
2464 and all comments with spaces.  Whitespace within a line is not altered;
2465 however, a space is inserted after the expansions of most macro calls.
2466
2467 Source file name and line number information is conveyed by lines of
2468 the form
2469
2470 @example
2471 # @var{linenum} @var{filename} @var{flags}
2472 @end example
2473
2474 @noindent
2475 which are inserted as needed into the middle of the input (but never
2476 within a string or character constant).  Such a line means that the
2477 following line originated in file @var{filename} at line @var{linenum}.
2478
2479 After the file name comes zero or more flags, which are @samp{1},
2480 @samp{2}, @samp{3}, or @samp{4}.  If there are multiple flags, spaces separate
2481 them.  Here is what the flags mean:
2482
2483 @table @samp
2484 @item 1
2485 This indicates the start of a new file.
2486 @item 2
2487 This indicates returning to a file (after having included another file).
2488 @item 3
2489 This indicates that the following text comes from a system header file,
2490 so certain warnings should be suppressed.
2491 @item 4
2492 This indicates that the following text should be treated as C.
2493 @c maybe cross reference NO_IMPLICIT_EXTERN_C
2494 @end table
2495
2496 @node Invocation, Concept Index, Output, Top
2497 @section Invoking the C Preprocessor
2498 @cindex invocation of the preprocessor
2499
2500 Most often when you use the C preprocessor you will not have to invoke it
2501 explicitly: the C compiler will do so automatically.  However, the
2502 preprocessor is sometimes useful on its own.
2503
2504 The C preprocessor expects two file names as arguments, @var{infile} and
2505 @var{outfile}.  The preprocessor reads @var{infile} together with any other
2506 files it specifies with @samp{#include}.  All the output generated by the
2507 combined input files is written in @var{outfile}.
2508
2509 Either @var{infile} or @var{outfile} may be @samp{-}, which as @var{infile}
2510 means to read from standard input and as @var{outfile} means to write to
2511 standard output.  Also, if @var{outfile} or both file names are omitted,
2512 the standard output and standard input are used for the omitted file names.
2513
2514 @cindex options
2515 Here is a table of command options accepted by the C preprocessor.
2516 These options can also be given when compiling a C program; they are
2517 passed along automatically to the preprocessor when it is invoked by the
2518 compiler.
2519
2520 @table @samp
2521 @item -P
2522 @findex -P
2523 Inhibit generation of @samp{#}-lines with line-number information in
2524 the output from the preprocessor (@pxref{Output}).  This might be
2525 useful when running the preprocessor on something that is not C code
2526 and will be sent to a program which might be confused by the
2527 @samp{#}-lines.
2528
2529 @item -C
2530 @findex -C
2531 Do not discard comments: pass them through to the output file.
2532 Comments appearing in arguments of a macro call will be copied to the
2533 output before the expansion of the macro call.
2534
2535 @item -traditional
2536 @findex -traditional
2537 Try to imitate the behavior of old-fashioned C, as opposed to ANSI C.
2538
2539 @itemize @bullet
2540 @item
2541 Traditional macro expansion pays no attention to singlequote or
2542 doublequote characters; macro argument symbols are replaced by the
2543 argument values even when they appear within apparent string or
2544 character constants.
2545
2546 @item
2547 Traditionally, it is permissible for a macro expansion to end in the
2548 middle of a string or character constant.  The constant continues into
2549 the text surrounding the macro call.
2550
2551 @item
2552 However, traditionally the end of the line terminates a string or
2553 character constant, with no error.
2554
2555 @item
2556 In traditional C, a comment is equivalent to no text at all.  (In ANSI
2557 C, a comment counts as whitespace.)
2558
2559 @item
2560 Traditional C does not have the concept of a ``preprocessing number''.
2561 It considers @samp{1.0e+4} to be three tokens: @samp{1.0e}, @samp{+},
2562 and @samp{4}.
2563
2564 @item
2565 A macro is not suppressed within its own definition, in traditional C.
2566 Thus, any macro that is used recursively inevitably causes an error.
2567
2568 @item
2569 The character @samp{#} has no special meaning within a macro definition
2570 in traditional C.
2571
2572 @item
2573 In traditional C, the text at the end of a macro expansion can run
2574 together with the text after the macro call, to produce a single token.
2575 (This is impossible in ANSI C.)
2576
2577 @item
2578 Traditionally, @samp{\} inside a macro argument suppresses the syntactic
2579 significance of the following character.
2580 @end itemize
2581
2582 @item -trigraphs
2583 @findex -trigraphs
2584 Process ANSI standard trigraph sequences.  These are three-character
2585 sequences, all starting with @samp{??}, that are defined by ANSI C to
2586 stand for single characters.  For example, @samp{??/} stands for
2587 @samp{\}, so @samp{'??/n'} is a character constant for a newline.
2588 Strictly speaking, the GNU C preprocessor does not support all
2589 programs in ANSI Standard C unless @samp{-trigraphs} is used, but if
2590 you ever notice the difference it will be with relief.
2591
2592 You don't want to know any more about trigraphs.
2593
2594 @item -pedantic
2595 @findex -pedantic
2596 Issue warnings required by the ANSI C standard in certain cases such
2597 as when text other than a comment follows @samp{#else} or @samp{#endif}.
2598
2599 @item -pedantic-errors
2600 @findex -pedantic-errors
2601 Like @samp{-pedantic}, except that errors are produced rather than
2602 warnings.
2603
2604 @item -Wtrigraphs
2605 @findex -Wtrigraphs
2606 Warn if any trigraphs are encountered (assuming they are enabled).
2607
2608 @item -Wcomment
2609 @findex -Wcomment
2610 @ignore
2611 @c "Not worth documenting" both singular and plural forms of this
2612 @c option, per RMS.  But also unclear which is better; hence may need to
2613 @c switch this at some future date.  pesch@cygnus.com, 2jan92.
2614 @itemx -Wcomments
2615 (Both forms have the same effect).
2616 @end ignore
2617 Warn whenever a comment-start sequence @samp{/*} appears in a comment.
2618
2619 @item -Wall
2620 @findex -Wall
2621 Requests both @samp{-Wtrigraphs} and @samp{-Wcomment} (but not
2622 @samp{-Wtraditional}). 
2623
2624 @item -Wtraditional
2625 @findex -Wtraditional
2626 Warn about certain constructs that behave differently in traditional and
2627 ANSI C.
2628
2629 @item -I @var{directory}
2630 @findex -I
2631 Add the directory @var{directory} to the head of the list of
2632 directories to be searched for header files (@pxref{Include Syntax}).
2633 This can be used to override a system header file, substituting your
2634 own version, since these directories are searched before the system
2635 header file directories.  If you use more than one @samp{-I} option,
2636 the directories are scanned in left-to-right order; the standard
2637 system directories come after.
2638
2639 @item -I-
2640 Any directories specified with @samp{-I} options before the @samp{-I-}
2641 option are searched only for the case of @samp{#include "@var{file}"};
2642 they are not searched for @samp{#include <@var{file}>}.
2643
2644 If additional directories are specified with @samp{-I} options after
2645 the @samp{-I-}, these directories are searched for all @samp{#include}
2646 directives.
2647
2648 In addition, the @samp{-I-} option inhibits the use of the current
2649 directory as the first search directory for @samp{#include "@var{file}"}.
2650 Therefore, the current directory is searched only if it is requested
2651 explicitly with @samp{-I.}.  Specifying both @samp{-I-} and @samp{-I.}
2652 allows you to control precisely which directories are searched before
2653 the current one and which are searched after.
2654
2655 @item -nostdinc
2656 @findex -nostdinc
2657 Do not search the standard system directories for header files.
2658 Only the directories you have specified with @samp{-I} options
2659 (and the current directory, if appropriate) are searched.
2660
2661 @item -nostdinc++
2662 @findex -nostdinc++
2663 Do not search for header files in the C++-specific standard directories,
2664 but do still search the other standard directories.
2665 (This option is used when building libg++.)
2666
2667 @item -D @var{name}
2668 @findex -D
2669 Predefine @var{name} as a macro, with definition @samp{1}.
2670
2671 @item -D @var{name}=@var{definition}
2672 Predefine @var{name} as a macro, with definition @var{definition}.
2673 There are no restrictions on the contents of @var{definition}, but if
2674 you are invoking the preprocessor from a shell or shell-like program you
2675 may need to use the shell's quoting syntax to protect characters such as
2676 spaces that have a meaning in the shell syntax.  If you use more than
2677 one @samp{-D} for the same @var{name}, the rightmost definition takes
2678 effect.
2679
2680 @item -U @var{name}
2681 @findex -U
2682 Do not predefine @var{name}.  If both @samp{-U} and @samp{-D} are
2683 specified for one name, the @samp{-U} beats the @samp{-D} and the name
2684 is not predefined.
2685
2686 @item -undef
2687 @findex -undef
2688 Do not predefine any nonstandard macros.
2689
2690 @item -A @var{predicate}(@var{answer})
2691 @findex -A
2692 Make an assertion with the predicate @var{predicate} and answer
2693 @var{answer}.  @xref{Assertions}.
2694
2695 @noindent
2696 You can use @samp{-A-} to disable all predefined assertions; it also
2697 undefines all predefined macros that identify the type of target system.
2698
2699 @item -dM
2700 @findex -dM
2701 Instead of outputting the result of preprocessing, output a list of
2702 @samp{#define} directives for all the macros defined during the
2703 execution of the preprocessor, including predefined macros.  This gives
2704 you a way of finding out what is predefined in your version of the
2705 preprocessor; assuming you have no file @samp{foo.h}, the command
2706
2707 @example
2708 touch foo.h; cpp -dM foo.h
2709 @end example
2710
2711 @noindent 
2712 will show the values of any predefined macros.
2713
2714 @item -dD
2715 @findex -dD
2716 Like @samp{-dM} except in two respects: it does @emph{not} include the
2717 predefined macros, and it outputs @emph{both} the @samp{#define}
2718 directives and the result of preprocessing.  Both kinds of output go to
2719 the standard output file.
2720
2721 @item -M [-MG]
2722 @findex -M
2723 Instead of outputting the result of preprocessing, output a rule
2724 suitable for @code{make} describing the dependencies of the main
2725 source file.  The preprocessor outputs one @code{make} rule containing
2726 the object file name for that source file, a colon, and the names of
2727 all the included files.  If there are many included files then the
2728 rule is split into several lines using @samp{\}-newline.
2729
2730 @samp{-MG} says to treat missing header files as generated files and assume
2731 they live in the same directory as the source file.  It must be specified
2732 in addition to @samp{-M}.
2733
2734 This feature is used in automatic updating of makefiles.
2735
2736 @item -MM [-MG]
2737 @findex -MM
2738 Like @samp{-M} but mention only the files included with @samp{#include
2739 "@var{file}"}.  System header files included with @samp{#include
2740 <@var{file}>} are omitted.
2741
2742 @item -MD @var{file}
2743 @findex -MD
2744 Like @samp{-M} but the dependency information is written to @var{file}.
2745 This is in addition to compiling the file as specified---@samp{-MD} does
2746 not inhibit ordinary compilation the way @samp{-M} does.
2747
2748 When invoking gcc, do not specify the @var{file} argument.
2749 Gcc will create file names made by replacing ".c" with ".d" at
2750 the end of the input file names.
2751
2752 In Mach, you can use the utility @code{md} to merge multiple dependency
2753 files into a single dependency file suitable for using with the @samp{make}
2754 command.
2755
2756 @item -MMD @var{file}
2757 @findex -MMD
2758 Like @samp{-MD} except mention only user header files, not system
2759 header files.
2760
2761 @item -H
2762 @findex -H
2763 Print the name of each header file used, in addition to other normal
2764 activities.
2765
2766 @item -imacros @var{file}
2767 @findex -imacros
2768 Process @var{file} as input, discarding the resulting output, before
2769 processing the regular input file.  Because the output generated from
2770 @var{file} is discarded, the only effect of @samp{-imacros @var{file}}
2771 is to make the macros defined in @var{file} available for use in the
2772 main input.
2773
2774 @item -include @var{file}
2775 @findex -include
2776 Process @var{file} as input, and include all the resulting output,
2777 before processing the regular input file.  
2778
2779 @item -idirafter @var{dir}
2780 @findex -idirafter
2781 @cindex second include path
2782 Add the directory @var{dir} to the second include path.  The directories
2783 on the second include path are searched when a header file is not found
2784 in any of the directories in the main include path (the one that
2785 @samp{-I} adds to).
2786
2787 @item -iprefix @var{prefix}
2788 @findex -iprefix
2789 Specify @var{prefix} as the prefix for subsequent @samp{-iwithprefix}
2790 options.
2791
2792 @item -iwithprefix @var{dir}
2793 @findex -iwithprefix
2794 Add a directory to the second include path.  The directory's name is
2795 made by concatenating @var{prefix} and @var{dir}, where @var{prefix}
2796 was specified previously with @samp{-iprefix}.
2797
2798 @item -isystem @var{dir}
2799 @findex -isystem
2800 Add a directory to the beginning of the second include path, marking it
2801 as a system directory, so that it gets the same special treatment as
2802 is applied to the standard system directories.
2803
2804 @item -lang-c
2805 @itemx -lang-c89
2806 @itemx -lang-c++
2807 @itemx -lang-objc
2808 @itemx -lang-objc++
2809 @findex -lang-c
2810 @findex -lang-c89
2811 @findex -lang-c++
2812 @findex -lang-objc
2813 @findex -lang-objc++
2814 Specify the source language.  @samp{-lang-c} is the default; it
2815 allows recognition of C++ comments (comments that begin with
2816 @samp{//} and end at end of line), since this is
2817 a common feature and it will most likely be in the next C standard.
2818 @samp{-lang-c89} disables recognition of C++ comments.  @samp{-lang-c++}
2819 handles C++ comment syntax and includes extra default include
2820 directories for C++.  @samp{-lang-objc} enables the Objective C
2821 @samp{#import} directive.  @samp{-lang-objc++} enables both C++ and Objective C
2822 extensions.
2823
2824 These options are generated by the compiler driver @code{gcc}, but not
2825 passed from the @samp{gcc} command line unless you use the driver's
2826 @samp{-Wp} option.
2827
2828 @item -lint
2829 Look for commands to the program checker @code{lint} embedded in
2830 comments, and emit them preceded by @samp{#pragma lint}.  For example,
2831 the comment @samp{/* NOTREACHED */} becomes @samp{#pragma lint
2832 NOTREACHED}.
2833
2834 This option is available only when you call @code{cpp} directly;
2835 @code{gcc} will not pass it from its command line.
2836
2837 @item -$
2838 @findex -$
2839 Forbid the use of @samp{$} in identifiers.  This is required for ANSI
2840 conformance.  @code{gcc} automatically supplies this option to the
2841 preprocessor if you specify @samp{-ansi}, but @code{gcc} doesn't
2842 recognize the @samp{-$} option itself---to use it without the other
2843 effects of @samp{-ansi}, you must call the preprocessor directly.
2844
2845 @end table
2846
2847 @node Concept Index, Index, Invocation, Top
2848 @unnumbered Concept Index
2849 @printindex cp
2850
2851 @node Index,, Concept Index, Top
2852 @unnumbered Index of Directives, Macros and Options
2853 @printindex fn
2854
2855 @contents
2856 @bye