Import of virgin gcc 4.0.0 distribution.
[dragonfly.git] / contrib / gcc-4.0 / gcc / doc / implement-c.texi
1 @c Copyright (C) 2001,2002,2003,2004 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GCC manual.
3 @c For copying conditions, see the file gcc.texi.
4
5 @node C Implementation
6 @chapter C Implementation-defined behavior
7 @cindex implementation-defined behavior, C language
8
9 A conforming implementation of ISO C is required to document its
10 choice of behavior in each of the areas that are designated
11 ``implementation defined''.  The following lists all such areas,
12 along with the section numbers from the ISO/IEC 9899:1990 and ISO/IEC
13 9899:1999 standards.  Some areas are only implementation-defined in
14 one version of the standard.
15
16 Some choices depend on the externally determined ABI for the platform
17 (including standard character encodings) which GCC follows; these are
18 listed as ``determined by ABI'' below.  @xref{Compatibility, , Binary
19 Compatibility}, and @uref{http://gcc.gnu.org/readings.html}.  Some
20 choices are documented in the preprocessor manual.
21 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
22 behavior, cpp, The C Preprocessor}.  Some choices are made by the
23 library and operating system (or other environment when compiling for
24 a freestanding environment); refer to their documentation for details.
25
26 @menu
27 * Translation implementation::
28 * Environment implementation::
29 * Identifiers implementation::
30 * Characters implementation::
31 * Integers implementation::
32 * Floating point implementation::
33 * Arrays and pointers implementation::
34 * Hints implementation::
35 * Structures unions enumerations and bit-fields implementation::
36 * Qualifiers implementation::
37 * Declarators implementation::
38 * Statements implementation::
39 * Preprocessing directives implementation::
40 * Library functions implementation::
41 * Architecture implementation::
42 * Locale-specific behavior implementation::
43 @end menu
44
45 @node Translation implementation
46 @section Translation
47
48 @itemize @bullet
49 @item
50 @cite{How a diagnostic is identified (C90 3.7, C99 3.10, C90 and C99 5.1.1.3).}
51
52 Diagnostics consist of all the output sent to stderr by GCC@.
53
54 @item
55 @cite{Whether each nonempty sequence of white-space characters other than
56 new-line is retained or replaced by one space character in translation
57 phase 3 (C90 and C99 5.1.1.2).}
58
59 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
60 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
61
62 @end itemize
63
64 @node Environment implementation
65 @section Environment
66
67 The behavior of most of these points are dependent on the implementation
68 of the C library, and are not defined by GCC itself.
69
70 @itemize @bullet
71 @item
72 @cite{The mapping between physical source file multibyte characters
73 and the source character set in translation phase 1 (C90 and C99 5.1.1.2).}
74
75 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
76 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
77
78 @end itemize
79
80 @node Identifiers implementation
81 @section Identifiers
82
83 @itemize @bullet
84 @item
85 @cite{Which additional multibyte characters may appear in identifiers
86 and their correspondence to universal character names (C99 6.4.2).}
87
88 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
89 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
90
91 @item
92 @cite{The number of significant initial characters in an identifier
93 (C90 6.1.2, C90 and C99 5.2.4.1, C99 6.4.2).}
94
95 For internal names, all characters are significant.  For external names,
96 the number of significant characters are defined by the linker; for
97 almost all targets, all characters are significant.
98
99 @item
100 @cite{Whether case distinctions are significant in an identifier with
101 external linkage (C90 6.1.2).}
102
103 This is a property of the linker.  C99 requires that case distinctions
104 are always significant in identifiers with external linkage and
105 systems without this property are not supported by GCC@.
106
107 @end itemize
108
109 @node Characters implementation
110 @section Characters
111
112 @itemize @bullet
113 @item
114 @cite{The number of bits in a byte (C90 3.4, C99 3.6).}
115
116 Determined by ABI@.
117
118 @item
119 @cite{The values of the members of the execution character set (C90
120 and C99 5.2.1).}
121
122 Determined by ABI@.
123
124 @item
125 @cite{The unique value of the member of the execution character set produced
126 for each of the standard alphabetic escape sequences (C90 and C99 5.2.2).}
127
128 Determined by ABI@.
129
130 @item
131 @cite{The value of a @code{char} object into which has been stored any
132 character other than a member of the basic execution character set
133 (C90 6.1.2.5, C99 6.2.5).}
134
135 Determined by ABI@.
136
137 @item
138 @cite{Which of @code{signed char} or @code{unsigned char} has the same
139 range, representation, and behavior as ``plain'' @code{char} (C90
140 6.1.2.5, C90 6.2.1.1, C99 6.2.5, C99 6.3.1.1).}
141
142 @opindex fsigned-char
143 @opindex funsigned-char
144 Determined by ABI@.  The options @option{-funsigned-char} and
145 @option{-fsigned-char} change the default.  @xref{C Dialect Options, ,
146 Options Controlling C Dialect}.
147
148 @item
149 @cite{The mapping of members of the source character set (in character
150 constants and string literals) to members of the execution character
151 set (C90 6.1.3.4, C99 6.4.4.4, C90 and C99 5.1.1.2).}
152
153 Determined by ABI@.
154
155 @item
156 @cite{The value of an integer character constant containing more than one
157 character or containing a character or escape sequence that does not map
158 to a single-byte execution character (C90 6.1.3.4, C99 6.4.4.4).}
159
160 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
161 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
162
163 @item
164 @cite{The value of a wide character constant containing more than one
165 multibyte character, or containing a multibyte character or escape
166 sequence not represented in the extended execution character set (C90
167 6.1.3.4, C99 6.4.4.4).}
168
169 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
170 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
171
172 @item
173 @cite{The current locale used to convert a wide character constant consisting
174 of a single multibyte character that maps to a member of the extended
175 execution character set into a corresponding wide character code (C90
176 6.1.3.4, C99 6.4.4.4).}
177
178 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
179 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
180
181 @item
182 @cite{The current locale used to convert a wide string literal into
183 corresponding wide character codes (C90 6.1.4, C99 6.4.5).}
184
185 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
186 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
187
188 @item
189 @cite{The value of a string literal containing a multibyte character or escape
190 sequence not represented in the execution character set (C90 6.1.4, C99 6.4.5).}
191
192 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
193 behavior, cpp, The C Preprocessor}.
194 @end itemize
195
196 @node Integers implementation
197 @section Integers
198
199 @itemize @bullet
200 @item
201 @cite{Any extended integer types that exist in the implementation (C99 6.2.5).}
202
203 GCC does not support any extended integer types.
204 @c The __mode__ attribute might create types of precisions not
205 @c otherwise supported, but the syntax isn't right for use everywhere
206 @c the standard type names might be used.  Predefined typedefs should
207 @c be used if any extended integer types are to be defined.  The
208 @c __int128_t and __uint128_t typedefs are not extended integer types
209 @c as they are generally longer than the ABI-specified intmax_t.
210
211 @item
212 @cite{Whether signed integer types are represented using sign and magnitude,
213 two's complement, or one's complement, and whether the extraordinary value
214 is a trap representation or an ordinary value (C99 6.2.6.2).}
215
216 GCC supports only two's complement integer types, and all bit patterns
217 are ordinary values.
218
219 @item
220 @cite{The rank of any extended integer type relative to another extended
221 integer type with the same precision (C99 6.3.1.1).}
222
223 GCC does not support any extended integer types.
224 @c If it did, there would only be one of each precision and signedness.
225
226 @item
227 @cite{The result of, or the signal raised by, converting an integer to a
228 signed integer type when the value cannot be represented in an object of
229 that type (C90 6.2.1.2, C99 6.3.1.3).}
230
231 For conversion to a type of width @math{N}, the value is reduced
232 modulo @math{2^N} to be within range of the type; no signal is raised.
233
234 @item
235 @cite{The results of some bitwise operations on signed integers (C90
236 6.3, C99 6.5).}
237
238 Bitwise operators act on the representation of the value including
239 both the sign and value bits, where the sign bit is considered
240 immediately above the highest-value value bit.  Signed @samp{>>} acts
241 on negative numbers by sign extension.
242
243 GCC does not use the latitude given in C99 only to treat certain
244 aspects of signed @samp{<<} as undefined, but this is subject to
245 change.
246
247 @item
248 @cite{The sign of the remainder on integer division (C90 6.3.5).}
249
250 GCC always follows the C99 requirement that the result of division is
251 truncated towards zero.
252
253 @end itemize
254
255 @node Floating point implementation
256 @section Floating point
257
258 @itemize @bullet
259 @item
260 @cite{The accuracy of the floating-point operations and of the library
261 functions in @code{<math.h>} and @code{<complex.h>} that return floating-point
262 results (C90 and C99 5.2.4.2.2).}
263
264 The accuracy is unknown.
265
266 @item
267 @cite{The rounding behaviors characterized by non-standard values
268 of @code{FLT_ROUNDS} @gol
269 (C90 and C99 5.2.4.2.2).}
270
271 GCC does not use such values.
272
273 @item
274 @cite{The evaluation methods characterized by non-standard negative
275 values of @code{FLT_EVAL_METHOD} (C99 5.2.4.2.2).}
276
277 GCC does not use such values.
278
279 @item
280 @cite{The direction of rounding when an integer is converted to a
281 floating-point number that cannot exactly represent the original
282 value (C90 6.2.1.3, C99 6.3.1.4).}
283
284 C99 Annex F is followed.
285
286 @item
287 @cite{The direction of rounding when a floating-point number is
288 converted to a narrower floating-point number (C90 6.2.1.4, C99
289 6.3.1.5).}
290
291 C99 Annex F is followed.
292
293 @item
294 @cite{How the nearest representable value or the larger or smaller
295 representable value immediately adjacent to the nearest representable
296 value is chosen for certain floating constants (C90 6.1.3.1, C99
297 6.4.4.2).}
298
299 C99 Annex F is followed.
300
301 @item
302 @cite{Whether and how floating expressions are contracted when not
303 disallowed by the @code{FP_CONTRACT} pragma (C99 6.5).}
304
305 Expressions are currently only contracted if
306 @option{-funsafe-math-optimizations} or @option{-ffast-math} are used.
307 This is subject to change.
308
309 @item
310 @cite{The default state for the @code{FENV_ACCESS} pragma (C99 7.6.1).}
311
312 This pragma is not implemented, but the default is to ``off'' unless
313 @option{-frounding-math} is used in which case it is ``on''.
314
315 @item
316 @cite{Additional floating-point exceptions, rounding modes, environments,
317 and classifications, and their macro names (C99 7.6, C99 7.12).}
318
319 This is dependent on the implementation of the C library, and is not
320 defined by GCC itself.
321
322 @item
323 @cite{The default state for the @code{FP_CONTRACT} pragma (C99 7.12.2).}
324
325 This pragma is not implemented.  Expressions are currently only
326 contracted if @option{-funsafe-math-optimizations} or
327 @option{-ffast-math} are used.  This is subject to change.
328
329 @item
330 @cite{Whether the ``inexact'' floating-point exception can be raised
331 when the rounded result actually does equal the mathematical result
332 in an IEC 60559 conformant implementation (C99 F.9).}
333
334 This is dependent on the implementation of the C library, and is not
335 defined by GCC itself.
336
337 @item
338 @cite{Whether the ``underflow'' (and ``inexact'') floating-point
339 exception can be raised when a result is tiny but not inexact in an
340 IEC 60559 conformant implementation (C99 F.9).}
341
342 This is dependent on the implementation of the C library, and is not
343 defined by GCC itself.
344
345 @end itemize
346
347 @node Arrays and pointers implementation
348 @section Arrays and pointers
349
350 @itemize @bullet
351 @item
352 @cite{The result of converting a pointer to an integer or
353 vice versa (C90 6.3.4, C99 6.3.2.3).}
354
355 A cast from pointer to integer discards most-significant bits if the
356 pointer representation is larger than the integer type,
357 sign-extends@footnote{Future versions of GCC may zero-extend, or use
358 a target-defined @code{ptr_extend} pattern.  Do not rely on sign extension.}
359 if the pointer representation is smaller than the integer type, otherwise
360 the bits are unchanged.
361 @c ??? We've always claimed that pointers were unsigned entities.
362 @c Shouldn't we therefore be doing zero-extension?  If so, the bug
363 @c is in convert_to_integer, where we call type_for_size and request
364 @c a signed integral type.  On the other hand, it might be most useful
365 @c for the target if we extend according to POINTERS_EXTEND_UNSIGNED.
366
367 A cast from integer to pointer discards most-significant bits if the
368 pointer representation is smaller than the integer type, extends according
369 to the signedness of the integer type if the pointer representation
370 is larger than the integer type, otherwise the bits are unchanged.
371
372 When casting from pointer to integer and back again, the resulting
373 pointer must reference the same object as the original pointer, otherwise
374 the behavior is undefined.  That is, one may not use integer arithmetic to
375 avoid the undefined behavior of pointer arithmetic as proscribed in
376 C99 6.5.6/8.
377
378 @item
379 @cite{The size of the result of subtracting two pointers to elements
380 of the same array (C90 6.3.6, C99 6.5.6).}
381
382 The value is as specified in the standard and the type is determined
383 by the ABI@.
384
385 @end itemize
386
387 @node Hints implementation
388 @section Hints
389
390 @itemize @bullet
391 @item
392 @cite{The extent to which suggestions made by using the @code{register}
393 storage-class specifier are effective (C90 6.5.1, C99 6.7.1).}
394
395 The @code{register} specifier affects code generation only in these ways:
396
397 @itemize @bullet
398 @item
399 When used as part of the register variable extension, see
400 @ref{Explicit Reg Vars}.
401
402 @item
403 When @option{-O0} is in use, the compiler allocates distinct stack
404 memory for all variables that do not have the @code{register}
405 storage-class specifier; if @code{register} is specified, the variable
406 may have a shorter lifespan than the code would indicate and may never
407 be placed in memory.
408
409 @item
410 On some rare x86 targets, @code{setjmp} doesn't save the registers in
411 all circumstances.  In those cases, GCC doesn't allocate any variables
412 in registers unless they are marked @code{register}.
413
414 @end itemize
415
416 @item
417 @cite{The extent to which suggestions made by using the inline function
418 specifier are effective (C99 6.7.4).}
419
420 GCC will not inline any functions if the @option{-fno-inline} option is
421 used or if @option{-O0} is used.  Otherwise, GCC may still be unable to
422 inline a function for many reasons; the @option{-Winline} option may be
423 used to determine if a function has not been inlined and why not.
424
425 @end itemize
426
427 @node Structures unions enumerations and bit-fields implementation
428 @section Structures, unions, enumerations, and bit-fields
429
430 @itemize @bullet
431 @item
432 @cite{A member of a union object is accessed using a member of a
433 different type (C90 6.3.2.3).}
434
435 The relevant bytes of the representation of the object are treated as
436 an object of the type used for the access.  This may be a trap
437 representation.
438
439 @item
440 @cite{Whether a ``plain'' @code{int} bit-field is treated as a
441 @code{signed int} bit-field or as an @code{unsigned int} bit-field
442 (C90 6.5.2, C90 6.5.2.1, C99 6.7.2, C99 6.7.2.1).}
443
444 @opindex funsigned-bitfields
445 By default it is treated as @code{signed int} but this may be changed
446 by the @option{-funsigned-bitfields} option.
447
448 @item
449 @cite{Allowable bit-field types other than @code{_Bool}, @code{signed int},
450 and @code{unsigned int} (C99 6.7.2.1).}
451
452 No other types are permitted in strictly conforming mode.
453 @c Would it be better to restrict the pedwarn for other types to C90
454 @c mode and document the other types for C99 mode?
455
456 @item
457 @cite{Whether a bit-field can straddle a storage-unit boundary (C90
458 6.5.2.1, C99 6.7.2.1).}
459
460 Determined by ABI@.
461
462 @item
463 @cite{The order of allocation of bit-fields within a unit (C90
464 6.5.2.1, C99 6.7.2.1).}
465
466 Determined by ABI@.
467
468 @item
469 @cite{The alignment of non-bit-field members of structures (C90
470 6.5.2.1, C99 6.7.2.1).}
471
472 Determined by ABI@.
473
474 @item
475 @cite{The integer type compatible with each enumerated type (C90
476 6.5.2.2, C99 6.7.2.2).}
477
478 @opindex fshort-enums
479 Normally, the type is @code{unsigned int} if there are no negative
480 values in the enumeration, otherwise @code{int}.  If
481 @option{-fshort-enums} is specified, then if there are negative values
482 it is the first of @code{signed char}, @code{short} and @code{int}
483 that can represent all the values, otherwise it is the first of
484 @code{unsigned char}, @code{unsigned short} and @code{unsigned int}
485 that can represent all the values.
486 @c On a few unusual targets with 64-bit int, this doesn't agree with
487 @c the code and one of the types accessed via mode attributes (which
488 @c are not currently considered extended integer types) may be used.
489 @c If these types are made extended integer types, it would still be
490 @c the case that -fshort-enums stops the implementation from
491 @c conforming to C90 on those targets.
492
493 On some targets, @option{-fshort-enums} is the default; this is
494 determined by the ABI@.
495
496 @end itemize
497
498 @node Qualifiers implementation
499 @section Qualifiers
500
501 @itemize @bullet
502 @item
503 @cite{What constitutes an access to an object that has volatile-qualified
504 type (C90 6.5.3, C99 6.7.3).}
505
506 @xref{Volatiles, , When is a Volatile Object Accessed?}.
507
508 @end itemize
509
510 @node Declarators implementation
511 @section Declarators
512
513 @itemize @bullet
514 @item
515 @cite{The maximum number of declarators that may modify an arithmetic,
516 structure or union type (C90 6.5.4).}
517
518 GCC is only limited by available memory.
519
520 @end itemize
521
522 @node Statements implementation
523 @section Statements
524
525 @itemize @bullet
526 @item
527 @cite{The maximum number of @code{case} values in a @code{switch}
528 statement (C90 6.6.4.2).}
529
530 GCC is only limited by available memory.
531
532 @end itemize
533
534 @node Preprocessing directives implementation
535 @section Preprocessing directives
536
537 @xref{Implementation-defined behavior, , Implementation-defined
538 behavior, cpp, The C Preprocessor}, for details of these aspects of
539 implementation-defined behavior.
540
541 @itemize @bullet
542 @item
543 @cite{How sequences in both forms of header names are mapped to headers
544 or external source file names (C90 6.1.7, C99 6.4.7).}
545
546 @item
547 @cite{Whether the value of a character constant in a constant expression
548 that controls conditional inclusion matches the value of the same character
549 constant in the execution character set (C90 6.8.1, C99 6.10.1).}
550
551 @item
552 @cite{Whether the value of a single-character character constant in a
553 constant expression that controls conditional inclusion may have a
554 negative value (C90 6.8.1, C99 6.10.1).}
555
556 @item
557 @cite{The places that are searched for an included @samp{<>} delimited
558 header, and how the places are specified or the header is
559 identified (C90 6.8.2, C99 6.10.2).}
560
561 @item
562 @cite{How the named source file is searched for in an included @samp{""}
563 delimited header (C90 6.8.2, C99 6.10.2).}
564
565 @item
566 @cite{The method by which preprocessing tokens (possibly resulting from
567 macro expansion) in a @code{#include} directive are combined into a header
568 name (C90 6.8.2, C99 6.10.2).}
569
570 @item
571 @cite{The nesting limit for @code{#include} processing (C90 6.8.2, C99
572 6.10.2).}
573
574 @item
575 @cite{Whether the @samp{#} operator inserts a @samp{\} character before
576 the @samp{\} character that begins a universal character name in a
577 character constant or string literal (C99 6.10.3.2).}
578
579 @item
580 @cite{The behavior on each recognized non-@code{STDC #pragma}
581 directive (C90 6.8.6, C99 6.10.6).}
582
583 @xref{Pragmas, , Pragmas, cpp, The C Preprocessor}, for details of
584 pragmas accepted by GCC on all targets.  @xref{Pragmas, , Pragmas
585 Accepted by GCC}, for details of target-specific pragmas.
586
587 @item
588 @cite{The definitions for @code{__DATE__} and @code{__TIME__} when
589 respectively, the date and time of translation are not available (C90
590 6.8.8, C99 6.10.8).}
591
592 @end itemize
593
594 @node Library functions implementation
595 @section Library functions
596
597 The behavior of most of these points are dependent on the implementation
598 of the C library, and are not defined by GCC itself.
599
600 @itemize @bullet
601 @item
602 @cite{The null pointer constant to which the macro @code{NULL} expands
603 (C90 7.1.6, C99 7.17).}
604
605 In @code{<stddef.h>}, @code{NULL} expands to @code{((void *)0)}.  GCC
606 does not provide the other headers which define @code{NULL} and some
607 library implementations may use other definitions in those headers.
608
609 @end itemize
610
611 @node Architecture implementation
612 @section Architecture
613
614 @itemize @bullet
615 @item
616 @cite{The values or expressions assigned to the macros specified in the
617 headers @code{<float.h>}, @code{<limits.h>}, and @code{<stdint.h>}
618 (C90 and C99 5.2.4.2, C99 7.18.2, C99 7.18.3).}
619
620 Determined by ABI@.
621
622 @item
623 @cite{The number, order, and encoding of bytes in any object
624 (when not explicitly specified in this International Standard) (C99 6.2.6.1).}
625
626 Determined by ABI@.
627
628 @item
629 @cite{The value of the result of the @code{sizeof} operator (C90
630 6.3.3.4, C99 6.5.3.4).}
631
632 Determined by ABI@.
633
634 @end itemize
635
636 @node Locale-specific behavior implementation
637 @section Locale-specific behavior
638
639 The behavior of these points are dependent on the implementation
640 of the C library, and are not defined by GCC itself.