]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/cc65.sgml
4171a41d450e8d87f65c06aab31ac504435f9826
[cc65] / doc / cc65.sgml
1 <!doctype linuxdoc system>
2
3 <article>
4 <title>cc65 Users Guide
5 <author>Ullrich von Bassewitz, <htmlurl url="mailto:uz@cc65.org" name="uz@cc65.org">
6 <date>2000-09-03, 2001-10-02, 2005-08-01
7
8 <abstract>
9 cc65 is a C compiler for 6502 targets. It supports several 6502 based home
10 computers like the Commodore and Atari machines, but it is easily retargetable.
11 </abstract>
12
13 <!-- Table of contents -->
14 <toc>
15
16 <!-- Begin the document -->
17
18
19 <sect>Overview<p>
20
21 cc65 was originally a C compiler for the Atari 8-bit machines written by
22 John R. Dunning. In prior releases I've described the compiler by listing
23 up the changes made by me. I have made many more changes in the meantime
24 (and rewritten major parts of the compiler), so I will no longer do that,
25 since the list would be too large and of no use to anyone. Instead I will
26 describe the compiler in respect to the ANSI/ISO C standard.
27
28 There are separate documents named <url url="library.html"> and <url
29 url="funcref.html"> that cover the library that is available for the compiler.
30 If you know C, and are interested in doing actual programming, the library
31 documentation is probably of much more use than this document.
32
33 If you need some hints for getting the best code out of the compiler, you
34 may have a look at <url url="coding.html"> which covers some code generation
35 issues.
36
37
38
39 <sect>Usage<p>
40
41 The compiler translates C files into files containing assembly code that
42 may be translated by the ca65 macroassembler (for more information about
43 the assembler, have a look at <url url="ca65.html">).
44
45
46 <sect1>Command line option overview<p>
47
48 The compiler may be called as follows:
49
50 <tscreen><verb>
51 ---------------------------------------------------------------------------
52 Usage: cc65 [options] file
53 Short options:
54   -Cl                   Make local variables static
55   -Dsym[=defn]          Define a symbol
56   -I dir                Set an include directory search path
57   -O                    Optimize code
58   -Oi                   Optimize code, inline more code
59   -Or                   Enable register variables
60   -Os                   Inline some known functions
61   -T                    Include source as comment
62   -V                    Print the compiler version number
63   -W name[,name]        Enable or disable warnings
64   -d                    Debug mode
65   -g                    Add debug info to object file
66   -h                    Help (this text)
67   -j                    Default characters are signed
68   -o name               Name the output file
69   -r                    Enable register variables
70   -t sys                Set the target system
71   -v                    Increase verbosity
72
73 Long options:
74   --add-source          Include source as comment
75   --bss-name seg        Set the name of the BSS segment
76   --check-stack         Generate stack overflow checks
77   --code-name seg       Set the name of the CODE segment
78   --codesize x          Accept larger code by factor x
79   --cpu type            Set cpu type
80   --create-dep          Create a make dependency file
81   --data-name seg       Set the name of the DATA segment
82   --debug               Debug mode
83   --debug-info          Add debug info to object file
84   --forget-inc-paths    Forget include search paths
85   --help                Help (this text)
86   --include-dir dir     Set an include directory search path
87   --register-space b    Set space available for register variables
88   --register-vars       Enable register variables
89   --rodata-name seg     Set the name of the RODATA segment
90   --signed-chars        Default characters are signed
91   --standard std        Language standard (c89, c99, cc65)
92   --static-locals       Make local variables static
93   --target sys          Set the target system
94   --verbose             Increase verbosity
95   --version             Print the compiler version number
96   --writable-strings    Make string literals writable
97 ---------------------------------------------------------------------------
98 </verb></tscreen>
99
100
101 <sect1>Command line options in detail<p>
102
103 Here is a description of all the command line options:
104
105 <descrip>
106
107   <label id="option-bss-name">
108   <tag><tt>--bss-name seg</tt></tag>
109
110   Set the name of the bss segment. See also <tt/<ref id="pragma-bss-name"
111   name="#pragma&nbsp;bss-name">/.
112
113
114   <label id="option-check-stack">
115   <tag><tt>--check-stack</tt></tag>
116
117   Tells the compiler to generate code that checks for stack overflows. See
118   <tt/<ref id="pragma-check-stack" name="#pragma&nbsp;check-stack">/ for an
119   explanation of this feature.
120
121
122   <label id="option-code-name">
123   <tag><tt>--code-name seg</tt></tag>
124
125   Set the name of the code segment. See also <tt/<ref id="pragma-code-name"
126   name="#pragma&nbsp;code-name">/
127
128
129   <label id="option-codesize">
130   <tag><tt>--codesize x</tt></tag>
131
132   This options allows finer control about speed vs. size decisions in the code
133   generation and optimization phases. It gives the allowed size increase
134   factor (in percent). The default is 100 when not using <tt/-Oi/ and 200 when
135   using <tt/-Oi/ (<tt/-Oi/ is the same as <tt/-O --codesize&nbsp;200/).
136
137
138   <label id="option-cpu">
139   <tag><tt>--cpu CPU</tt></tag>
140
141   A new, still experimental option. You may specify "6502" or "65C02" as
142   the CPU. 6502 is the default, so this will not change anything.
143   Specifying 65C02 will use a few 65C02 instructions when generating code.
144   Don't expect too much from this option: It is still new (and may have
145   bugs), and the additional instructions for the 65C02 are not that
146   overwhelming.
147
148
149   <label id="option-create-dep">
150   <tag><tt>--create-dep</tt></tag>
151
152   Tells the compiler to generate a file containing the dependency list for
153   the compiled module in makefile syntax. The file is named as the C input
154   file with the extension replaced by <tt/.u/.
155
156
157   <label id="option-data-name">
158   <tag><tt>--data-name seg</tt></tag>
159
160   Set the name of the data segment. See also <tt/<ref id="pragma-data-name"
161   name="#pragma&nbsp;data-name">/
162
163
164   <tag><tt>-d, --debug</tt></tag>
165
166   Enables debug mode, something that should not be needed for mere
167   mortals:-)
168
169
170   <tag><tt>-D sym[=definition]</tt></tag>
171
172   Define a macro on the command line. If no definition is given, the macro
173   is defined to the value "1".
174
175
176   <tag><tt>--forget-inc-paths</tt></tag>
177
178   Forget the builtin include paths. This is most useful when building
179   customized C or runtime libraries, in which case the standard header
180   files should be ignored.
181
182
183   <tag><tt>-g, --debug-info</tt></tag>
184
185   This will cause the compiler to insert a <tt/.DEBUGINFO/ command into the
186   generated assembler code. This will cause the assembler to include all
187   symbols in a special section in the object file.
188
189
190   <tag><tt>-h, --help</tt></tag>
191
192   Print the short option summary shown above.
193
194
195   <tag><tt>-o name</tt></tag>
196
197   Specify the name of the output file. If you don't specify a name, the
198   name of the C input file is used, with the extension replaced by ".s".
199
200
201   <label id="option-register-vars">
202   <tag><tt>-r, --register-vars</tt></tag>
203
204   <tt/-r/ will make the compiler honor the <tt/register/ keyword. Local
205   variables may be placed in registers (which are actually zero page
206   locations). There is some overhead involved with register variables, since
207   the old contents of the registers must be saved and restored. Since register
208   variables are of limited use without the optimizer, there is also a combined
209   switch: <tt/-Or/ will enable both, the optimizer and register variables.
210
211   For more information about register variables see <ref id="register-vars"
212   name="register variables">.
213
214   The compiler setting can also be changed within the source file by using
215   <tt/<ref id="pragma-register-vars" name="#pragma&nbsp;register-vars">/.
216
217
218   <label id="option-register-space">
219   <tag><tt>--register-space</tt></tag>
220
221   This option takes a numeric parameter and is used to specify, how much
222   zero page register space is available. Please note that just giving this
223   option will not increase or decrease by itself, it will just tell the
224   compiler about the available space. You will have to allocate that space
225   yourself using an assembler module with the necessary allocations, and a
226   linker configuration that matches the assembler module. The default value
227   for this option is 6 (bytes).
228
229   If you don't know what all this means, please don't use this option.
230
231
232   <label id="option-rodata-name">
233   <tag><tt>--rodata-name seg</tt></tag>
234
235   Set the name of the rodata segment (the segment used for readonly data).
236   See also <tt/<ref id="pragma-rodata-name" name="#pragma&nbsp;rodata-name">/
237
238   <label id="option-signed-chars">
239   <tag><tt>-j, --signed-chars</tt></tag>
240
241   Using this option, you can make the default characters signed. Since the
242   6502 has no provisions for sign extending characters (which is needed on
243   almost any load operation), this will make the code larger and slower. A
244   better way is to declare characters explicitly as "signed" if needed. You
245   can also use <tt><ref id="pragma-signed-chars"
246   name="#pragma&nbsp;signed-chars"></tt> for better control of this option.
247
248
249   <label id="option--standard">
250   <tag><tt>--standard std</tt></tag>
251
252   This option allows to set the language standard supported. The argument is
253   one of
254   <itemize>
255   <item>c89
256   <item>c99
257   <item>cc65
258   </itemize>
259
260   Please note that the compiler does not support the c99 standard and never
261   will. c99 mode is actually c89 mode with a few selected c99 extensions
262   (// comments for example).
263
264
265   <label id="option-standard">
266   <tag><tt>-t target, --target target</tt></tag>
267
268   This option is used to set the target system. The target system
269   determines things like the character set that is used for strings and
270   character constants. The following target systems are supported:
271
272   <itemize>
273   <item>none
274   <item>apple2
275   <item>apple2enh
276   <item>atari
277   <item>atmos
278   <item>c16 (works also for the c116 with memory up to 32K)
279   <item>c64
280   <item>c128
281   <item>cbm510 (CBM-II series with 40 column video)
282   <item>cbm610 (all CBM-II II computers with 80 column video)
283   <item>geos
284   <item>lunix
285   <item>lynx
286   <item>nes
287   <item>pet (all CBM PET systems except the 2001)
288   <item>plus4
289   <item>supervision
290   <item>vic20
291   </itemize>
292
293   <tag><tt>-v, --verbose</tt></tag>
294
295   Using this option, the compiler will be somewhat more verbose if errors
296   or warnings are encountered.
297
298
299   <label id="option-writable-strings">
300   <tag><tt>--writable-strings</tt></tag>
301
302   Make string literals writable by placing them into the data segment instead
303   of the rodata segment.
304
305
306   <label id="option-static-locals">
307   <tag><tt>-Cl, --static-locals</tt></tag>
308
309   Use static storage for local variables instead of storage on the stack.
310   Since the stack is emulated in software, this gives shorter and usually
311   faster code, but the code is no longer reentrant. The difference between
312   <tt/-Cl/ and declaring local variables as static yourself is, that
313   initializer code is executed each time, the function is entered. So when
314   using
315
316   <tscreen><verb>
317         void f (void)
318         {
319             unsigned a = 1;
320             ...
321         }
322   </verb></tscreen>
323
324   the variable <tt/a/ will always have the value <tt/1/ when entering the
325   function and using <tt/-Cl/, while in
326
327   <tscreen><verb>
328         void f (void)
329         {
330             static unsigned a = 1;
331             ....
332         }
333   </verb></tscreen>
334
335   the variable <tt/a/ will have the value <tt/1/ only the first time that the
336   function is entered, and will keep the old value from one call of the
337   function to the next.
338
339   You may also use <tt><ref id="pragma-static-locals"
340   name="#pragma&nbsp;static-locals"></tt> to change this setting in your
341   sources.
342
343
344   <label id="option-include-dir">
345   <tag><tt>-I dir, --include-dir dir</tt></tag>
346
347   Set a directory where the compiler searches for include files. You may
348   use this option multiple times to add more than one directory to the
349   search list.
350
351
352   <label id="option-O">
353   <tag><tt>-O, -Oi, -Or, -Os</tt></tag>
354
355   Enable an optimizer run over the produced code.
356
357   Using <tt/-Oi/, the code generator will inline some code where otherwise a
358   runtime functions would have been called, even if the generated code is
359   larger. This will not only remove the overhead for a function call, but will
360   make the code visible for the optimizer. <tt/-Oi/ is an alias for
361   <tt/-O --codesize&nbsp;200/.
362
363   <tt/-Or/ will make the compiler honor the <tt/register/ keyword. Local
364   variables may be placed in registers (which are actually zero page
365   locations). See also the <tt/<ref id="option-register-vars"
366   name="--register-vars">/ command line option, and the <ref
367   id="register-vars" name="discussion of register variables"> below.
368
369   Using <tt/-Os/ will force the compiler to inline some known functions from
370   the C library like strlen. Note: This has two consequences:
371   <p>
372   <itemize>
373   <item>You may not use names of standard C functions in your own code. If you
374         do that, your program is not standard compliant anyway, but using
375         <tt/-Os/ will actually break things.
376         <p>
377   <item>The inlined string and memory functions will not handle strings or
378         memory areas larger than 255 bytes. Similarly, the inlined <tt/is..()/
379         functions will not work with values outside the char. range (such as
380         <tt/EOF/).
381         <p>
382   </itemize>
383   <p>
384   It is possible to concatenate the modifiers for <tt/-O/. For example, to
385   enable register variables and inlining of known functions, you may use
386   <tt/-Ors/.
387
388
389   <tag><tt>-T, --add-source</tt></tag>
390
391   This include the source code as comments in the generated code. This is
392   normally not needed.
393
394
395   <tag><tt>-V, --version</tt></tag>
396
397   Print the version number of the compiler. When submitting a bug report,
398   please include the operating system you're using, and the compiler
399   version.
400
401
402   <label id="option-W">
403   <tag><tt>-W name[,name]</tt></tag>
404
405   This option allows to control warnings generated by the compiler. It is
406   followed by a comma separated list of warnings that should be enabled or
407   disabled. To disable a warning, its name is prefixed by a minus sign. If
408   no such prefix exists, or the name is prefixed by a plus sign, the warning
409   is enabled.
410
411   The following warning names are currently recognized:
412   <descrip>
413   <tag><tt/error/</tag>
414         Treat all warnings as errors.
415   <tag><tt/unknown-pragma/</tag>
416         Warn about known #pragmas.
417   <tag><tt/unused-label/</tag>
418         Warn about unused labels.
419   <tag><tt/unused-param/</tag>
420         Warn about unused function parameters.
421   <tag><tt/unused-var/</tag>
422         Warn about unused variables.
423   </descrip>
424
425   You may also use <tt><ref id="pragma-warn" name="#pragma&nbsp;warn"></tt> to
426   control this setting for smaller pieces of code from within your code.
427
428 </descrip><p>
429
430
431 <sect>Input and output<p>
432
433 The compiler will accept one C file per invocation and create a file with
434 the same base name, but with the extension replaced by ".s". The output
435 file contains assembler code suitable for the use with the ca65 macro
436 assembler.
437
438 Include files in single quotes are searched in the following places:
439 <enum>
440 <item>The current directory.
441 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_INC/ if it is defined.
442 <item>Any directory added with the <tt/-I/ option on the command line.
443 </enum>
444
445 Include files in angle brackets are searched in the following places:
446 <enum>
447 <item>A compiled in directory which is often <tt>/usr/lib/cc65/include</tt> on
448       Linux systems.
449 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_INC/ if it is defined.
450 <item>A subdirectory named <tt/include/ of the directory defined in the
451       environment variable <tt/CC65_HOME/, if it is defined.
452 <item>Any directory added with the <tt/-I/ option on the command line.
453 </enum>
454
455
456
457 <sect>Differences to the ISO standard<p>
458
459 Apart from the things listed below, the compiler does support additional
460 keywords, has several functions in the standard headers with names outside the
461 reserved namespace and a few syntax extensions. All these can be disabled with
462 the <tt><ref id="option--standard" name="--standard"></tt> command line
463 option. Its use for maximum standards compatibility is advised.
464
465 Here is a list of differences between the language, the compiler accepts,
466 and the one defined by the ISO standard:
467
468 <itemize>
469
470 <item>  The datatypes "float" and "double" are not available.
471         <p>
472 <item>  C Functions may not return structs (or unions), and structs may not
473         be passed as parameters by value. However, struct assignment *is*
474         possible.
475         <p>
476 <item>  Part of the C library is available only with fastcall calling
477         conventions (see below).  It means that you must not mix pointers to
478         those functions with pointers to user-written, not-fastcall functions.
479         <p>
480 <item>  The <tt/volatile/ keyword doesn't have an effect. This is not as bad
481         as it sounds, since the 6502 has so few registers that it isn't
482         possible to keep values in registers anyway.
483         <p>
484 </itemize>
485
486 There may be some more minor differences I'm currently not aware of. The
487 biggest problem is the missing float data type. With this limitation in
488 mind, you should be able to write fairly portable code.
489
490
491
492 <sect>Extensions<p>
493
494 This cc65 version has some extensions to the ISO C standard.
495
496 <itemize>
497
498 <item>  The compiler allows to insert assembler statements into the output
499         file. The syntax is
500
501         <tscreen><verb>
502         asm (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
503         </verb></tscreen>
504         or
505         <tscreen><verb>
506         __asm__ (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
507         </verb></tscreen>
508
509         The first form is in the user namespace and is disabled if the <tt/-A/
510         switch is given.
511
512         There is a whole section covering inline assembler statements,
513         <ref id="inline-asm" name="see there">.
514         <p>
515
516 <item>  There is a special calling convention named "fastcall".
517         The syntax for a function declaration using fastcall is
518
519         <tscreen><verb>
520         &lt;return type&gt; fastcall &lt;function name&gt; (&lt;parameter list&gt;)
521         </verb></tscreen>
522         or
523         <tscreen><verb>
524         &lt;return type&gt; __fastcall__ &lt;function name&gt; (&lt;parameter list&gt;)
525         </verb></tscreen>
526         An example would be
527         <tscreen><verb>
528         void __fastcall__ f (unsigned char c)
529         </verb></tscreen>
530         The first form of the fastcall keyword is in the user namespace and can
531         therefore be disabled with the <tt><ref id="option--standard"
532         name="--standard"></tt> command line option.
533
534         For functions declared as <tt/fastcall/, the rightmost parameter is not
535         pushed on the stack but left in the primary register when the function
536         is called. This will reduce the cost when calling assembler functions
537         significantly, especially when the function itself is rather small.
538         <p>
539
540 <item>  There are two pseudo variables named <tt/__AX__/ and <tt/__EAX__/.
541         Both refer to the primary register that is used by the compiler to
542         evaluate expressions or return function results. <tt/__AX__/ is of
543         type <tt/unsigned int/ and <tt/__EAX__/ of type <tt/long unsigned int/
544         respectively. The pseudo variables may be used as lvalue and rvalue as
545         every other variable. They are most useful together with short
546         sequences of assembler code. For example, the macro
547
548         <tscreen><verb>
549         #define hi(x)           \
550             (__AX__ = (x),      \
551              asm ("txa"),       \
552              asm ("ldx #$00"),  \
553              __AX__)
554         </verb></tscreen>
555
556         will give the high byte of any unsigned value.
557         <p>
558
559 <item>  Inside a function, the identifier <tt/__func__/ gives the name of the
560         current function as a string. Outside of functions, <tt/__func__/ is
561         undefined.
562         Example:
563
564         <tscreen><verb>
565         #define PRINT_DEBUG(s)  printf ("%s: %s\n", __func__, s);
566         </verb></tscreen>
567
568         The macro will print the name of the current function plus a given
569         string.
570         <p>
571
572 <item>  cc65 allows the initialization of <tt/void/ variables. This may be
573         used to create variable structures that are more compatible with
574         interfaces written for assembler languages. Here is an example:
575
576         <tscreen><verb>
577         void GCmd = {   (char)3, (unsigned)0x2000, (unsigned)0x3000 };
578         </verb></tscreen>
579
580         This will be translated as follows:
581
582         <tscreen><verb>
583         _GCmd:
584                 .byte   3
585                 .word   $2000
586                 .word   $3000
587         </verb></tscreen>
588
589         Since the variable is of type <tt/void/ you may not use it as is.
590         However, taking the address of the variable results in a <tt/void*/
591         which may be passed to any function expecting a pointer.
592
593         See the <url url="geos.html" name="GEOS library document"> for examples
594         on how to use this feature.
595         <p>
596
597 <item>  cc65 implements flexible array struct members as defined in the C99 ISO
598         standard. As an extension, these fields may be initialized. There are
599         several exceptions, however (which is probably the reason why the
600         standard does not define this feature, because it is highly
601         unorthogonal). Flexible array members cannot be initialized ...
602
603         <itemize>
604         <item>... when defining an array of structs with flexible
605                 members.
606         <item>... if such a struct is a member field of another struct
607                 which is not the last field.
608         <item>... if the struct which contains a flexible array member is
609                 declared as <tt/register/, and the size and compiler settings
610                 do allow the compiler actually to place the struct into the
611                 register bank in the zero page.
612         </itemize>
613
614         Please note that -- as defined in the ISO C standard -- the <tt/sizeof/
615         operator returns the struct size with the flexible array member having
616         size zero, even if it is initialized.
617         <p>
618
619 </itemize>
620 <p>
621
622
623 <sect>Predefined macros<p>
624
625 The compiler defines several macros at startup:
626
627 <descrip>
628
629   <tag><tt>__CC65__</tt></tag>
630
631   This macro is always defined. Its value is the version number of the
632   compiler in hex.  For example, version 2.10.1 of the compiler has this macro
633   defined as <tt/0x02A1/.
634
635   <tag><tt>__APPLE2__</tt></tag>
636
637   This macro is defined if the target is the Apple ][ (-t apple2).
638
639   <tag><tt>__APPLE2ENH__</tt></tag>
640
641   This macro is defined if the target is the enhanced Apple //e (-t apple2enh).
642
643   <tag><tt>__ATARI__</tt></tag>
644
645   This macro is defined if the target is one of the Atari computers
646   (400/800/130XL/800XL).
647
648   <tag><tt>__ATMOS__</tt></tag>
649
650   This macro is defined if the target is the Oric Atmos (-t atmos).
651
652   <tag><tt>__CBM__</tt></tag>
653
654   This macro is defined if the target system is one of the CBM targets.
655
656   <tag><tt>__C16__</tt></tag>
657
658   This macro is defined if the target is the c16 (-t c16).
659
660   <tag><tt>__C64__</tt></tag>
661
662   This macro is defined if the target is the c64 (-t c64).
663
664   <tag><tt>__C128__</tt></tag>
665
666   This macro is defined if the target is the c128 (-t c128).
667
668   <tag><tt>__CBM510__</tt></tag>
669
670   This macro is defined if the target is the CBM 500 series of computers.
671
672   <tag><tt>__CBM610__</tt></tag>
673
674   This macro is defined if the target is one of the CBM 600/700 family of
675   computers (called B series in the US).
676
677   <tag><tt>__GEOS__</tt></tag>
678
679   This macro is defined if you are compiling for the GEOS system (-t geos).
680
681   <tag><tt>__LUNIX__</tt></tag>
682
683   This macro is defined if you are compiling for the LUnix system (-t lunix).
684
685   <tag><tt>__LYNX__</tt></tag>
686
687   This macro is defined if the target is the Atari Lynx (-t lynx).
688
689   <tag><tt>__NES__</tt></tag>
690
691   This macro is defined if the target is the NES (-t nes).
692
693   <tag><tt>__PET__</tt></tag>
694
695   This macro is defined if the target is the PET family of computers (-t pet).
696
697   <tag><tt>__PLUS4__</tt></tag>
698
699   This macro is defined if the target is the plus/4 (-t plus4).
700
701   <tag><tt>__SUPERVISION__</tt></tag>
702
703   This macro is defined if the target is the supervision (-t supervision).
704
705   <tag><tt>__VIC20__</tt></tag>
706
707   This macro is defined if the target is the vic20 (-t vic20).
708
709   <tag><tt>__FILE__</tt></tag>
710
711   This macro expands to a string containing the name of the C source file.
712
713   <tag><tt>__LINE__</tt></tag>
714
715   This macro expands to the current line number.
716
717   <tag><tt>__CC65_STD__</tt></tag>
718
719   This macro is defined to one of the following depending on the <tt><ref
720   id="option--standard" name="--standard"></tt> command line option:
721   <itemize>
722   <item><tt/__CC65_STD_C89__/
723   <item><tt/__CC65_STD_C99__/
724   <item><tt/__CC65_STD_CC65__/
725   </itemize>
726
727   <tag><tt>__OPT__</tt></tag>
728
729   Is defined if the compiler was called with the <tt/-O/ command line option.
730
731   <tag><tt>__OPT_i__</tt></tag>
732
733   Is defined if the compiler was called with the <tt/-Oi/ command line option.
734
735   <tag><tt>__OPT_r__</tt></tag>
736
737   Is defined if the compiler was called with the <tt/-Or/ command line option.
738
739   <tag><tt>__OPT_s__</tt></tag>
740
741   Is defined if the compiler was called with the <tt/-Os/ command line option.
742
743 </descrip>
744
745
746 <sect>&num;pragmas<label id="pragmas"><p>
747
748 The compiler understands some pragmas that may be used to change code
749 generation and other stuff. Some of these pragmas understand a special form:
750 If the first parameter is <tt/push/, the old value is saved onto a stack
751 before changing it. The value may later be restored by using the <tt/pop/
752 parameter with the <tt/#pragma/.
753
754 <sect1><tt>#pragma bss-name (&lsqb;push,&rsqb; &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-bss-name"><p>
755
756   This pragma changes the name used for the BSS segment (the BSS segment
757   is used to store uninitialized data). The argument is a string enclosed
758   in double quotes.
759
760   Note: The default linker configuration file does only map the standard
761   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
762   configuration file.
763
764   Beware: The startup code will zero only the default BSS segment. If you
765   use another BSS segment, you have to do that yourself, otherwise
766   uninitialized variables do not have the value zero.
767
768   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
769
770   Example:
771   <tscreen><verb>
772         #pragma bss-name ("MyBSS")
773   </verb></tscreen>
774
775
776 <sect1><tt>#pragma charmap (&lt;index&gt;, &lt;code&gt;)</tt><label id="pragma-charmap"><p>
777
778   Each literal string and each literal character in the source is translated
779   by use of a translation table. This translation table is preset when the
780   compiler is started depending on the target system, for example to map
781   ISO-8859-1 characters into PETSCII if the target is a commodore machine.
782
783   This pragma allows to change entries in the translation table, so the
784   translation for individual characters, or even the complete table may be
785   adjusted.
786
787   Both arguments are assumed to be unsigned characters with a valid range of
788   1-255.
789
790   Beware of two pitfalls:
791
792     <itemize>
793     <item>The character index is actually the code of the character in the
794           C source, so character mappings do always depend on the source
795           character set. This means that <tt/#pragma&nbsp;charmap/ is not
796           portable -- it depends on the build environment.
797     <item>While it is possible to use character literals as indices, the
798           result may be somewhat unexpected, since character literals are
799           itself translated. For this reason I would suggest to avoid
800           character literals and use numeric character codes instead.
801     </itemize>
802
803   Example:
804   <tscreen><verb>
805         /* Use a space wherever an 'a' occurs in ISO-8859-1 source */
806         #pragma charmap (0x61, 0x20);
807   </verb></tscreen>
808
809
810 <sect1><tt>#pragma check-stack ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-check-stack"><p>
811
812   Tells the compiler to insert calls to a stack checking subroutine to detect
813   stack overflows. The stack checking code will lead to somewhat larger and
814   slower programs, so you may want to use this pragma when debugging your
815   program and switch it off for the release version. If a stack overflow is
816   detected, the program is aborted.
817
818   If the argument is "off", stack checks are disabled (the default), otherwise
819   they're enabled.
820
821   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
822
823 <sect1><tt>#pragma code-name ([push,] &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-code-name"><p>
824
825   This pragma changes the name used for the CODE segment (the CODE segment
826   is used to store executable code). The argument is a string enclosed in
827   double quotes.
828
829   Note: The default linker configuration file does only map the standard
830   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
831   configuration file.
832
833   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
834
835   Example:
836   <tscreen><verb>
837         #pragma code-name ("MyCODE")
838   </verb></tscreen>
839
840
841 <sect1><tt>#pragma codesize ([push,] &lt;int&gt;)</tt><label id="pragma-codesize"><p>
842
843   This pragma allows finer control about speed vs. size decisions in the code
844   generation and optimization phase. It gives the allowed size increase factor
845   (in percent). The default is can be changed by use of the <tt/<ref
846   id="option-codesize" name="--codesize">/ compiler option.
847
848   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
849
850
851 <sect1><tt>#pragma data-name ([push,] &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-data-name"><p>
852
853   This pragma changes the name used for the DATA segment (the DATA segment
854   is used to store initialized data). The argument is a string enclosed in
855   double quotes.
856
857   Note: The default linker configuration file does only map the standard
858   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
859   configuration file.
860
861   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
862
863   Example:
864   <tscreen><verb>
865         #pragma data-name ("MyDATA")
866   </verb></tscreen>
867
868
869 <sect1><tt>#pragma optimize ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-optimize"><p>
870
871   Switch optimization on or off. If the argument is "off", optimization is
872   disabled, otherwise it is enabled. Please note that this pragma only effects
873   whole functions. The setting in effect when the function is encountered will
874   determine if the generated code is optimized or not.
875
876   Optimization and code generation is also controlled by the <ref
877   id="pragma-codesize" name="codesize pragma">.
878
879   The default is "off", but may be changed with the <tt/<ref name="-O"
880   id="option-O">/ compiler option.
881
882   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
883
884
885 <sect1><tt>#pragma rodata-name ([push,] &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-rodata-name"><p>
886
887   This pragma changes the name used for the RODATA segment (the RODATA
888   segment is used to store readonly data). The argument is a string
889   enclosed in double quotes.
890
891   Note: The default linker configuration file does only map the standard
892   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
893   configuration file.
894
895   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
896
897   Example:
898   <tscreen><verb>
899         #pragma rodata-name ("MyRODATA")
900   </verb></tscreen>
901
902
903 <sect1><tt>#pragma regvaraddr ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-regvaraddr"><p>
904
905   The compiler does not allow to take the address of register variables.
906   The regvaraddr pragma changes this. Taking the address of a register
907   variable is allowed after using this pragma with "on" as argument.
908   Using "off" as an argument switches back to the default behaviour.
909
910   Beware: The C standard does not allow taking the address of a variable
911   declared as register. So your programs become non-portable if you use
912   this pragma. In addition, your program may not work. This is usually the
913   case if a subroutine is called with the address of a register variable,
914   and this subroutine (or a subroutine called from there) uses
915   register variables. So be careful with this #pragma.
916
917   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
918
919   Example:
920   <tscreen><verb>
921         #pragma regvaraddr(on)  /* Allow taking the address
922                                  * of register variables
923                                  */
924   </verb></tscreen>
925
926
927 <sect1><tt>#pragma register-vars ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-register-vars"><p>
928
929   Enables or disables use of register variables. If register variables are
930   disabled (the default), the <tt/register/ keyword is ignored. Register
931   variables are explained in more detail in <ref id="register-vars" name="a separate
932   chapter">.
933
934   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
935
936
937 <sect1><tt>#pragma signed-chars ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-signed-chars"><p>
938
939   Changes the signedness of the default character type. If the argument is
940   "on", default characters are signed, otherwise characters are unsigned. The
941   compiler default is to make characters unsigned since this creates a lot
942   better code. This default may be overridden by the <tt/<ref
943   name="--signed-chars" id="option-signed-chars">/ command line option.
944
945   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
946
947
948 <sect1><tt>#pragma static-locals ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-static-locals"<p>
949
950   Use variables in the bss segment instead of variables on the stack. This
951   pragma changes the default set by the compiler option <tt/<ref
952   name="--static-locals" id="option-static-locals">/. If the argument is "on",
953   local variables are allocated in the BSS segment, leading to shorter and in
954   most cases faster, but non-reentrant code.
955
956   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
957
958
959 <sect1><tt>#pragma warn (name, [push,] on|off)</tt><label id="pragma-warn"><p>
960
961   Switch compiler warnings on or off. "name" is the name of a warning (see the
962   <tt/<ref name="-W" id="option-W">/ compiler option for a list). The name is
963   either followed by "pop", which restores the last pushed state, or by "on" or
964   "off", optionally preceeded by "push" to push the current state before
965   changing it.
966
967   Example:
968   <tscreen><verb>
969         /* Don't warn about the unused parameter in function func */
970         #pragma warn (unused-param, push, off)
971         static int func (int unused)
972         {
973             return 0;
974         }
975         #pragma warn (unused-param, pop)
976   </verb></tscreen>
977
978 <sect1><tt>#pragma zpsym (&lt;name&gt;)</tt><p>
979
980   Tell the compiler that the -- previously as external declared -- symbol with
981   the given name is a zero page symbol (usually from an assembler file).
982   The compiler will create a matching import declaration for the assembler.
983
984   Example:
985   <tscreen><verb>
986         extern int foo;
987         #pragma zpsym ("foo");  /* foo is in the zeropage */
988   </verb></tscreen>
989
990
991
992
993 <sect>Register variables<label id="register-vars"><p>
994
995 The runtime for all supported platforms has 6 bytes of zero page space
996 available for register variables (this could be increased, but I think it's a
997 good value). So you can declare register variables up to a total size of 6 per
998 function. The compiler will allocate register space on a "first come, first
999 served" base and convert any <tt/register/ declarations that exceed the
1000 available register space silently to <tt/auto/. Parameters can also be
1001 declared as <tt/register/, this will in fact give slightly shorter code than
1002 using a register variable.
1003
1004 Since a function must save the current values of the registers on entry and
1005 restore them on exit, there is an overhead associated with register variables,
1006 and this overhead is quite high (about 20 bytes per variable). This means that
1007 just declaring anything as <tt/register/ is not a good idea.
1008
1009 The best use for register variables are pointers, especially those that point
1010 to structures. The magic number here is about 3 uses of a struct field: If the
1011 function contains this number or even more, the generated code will be usually
1012 shorter and faster when using a register variable for the struct pointer. The
1013 reason for this is that the register variable can in many cases be used as a
1014 pointer directly. Having a pointer in an auto variable means that this pointer
1015 must first be copied into a zero page location, before it can be dereferenced.
1016
1017 Second best use for register variables are counters. However, there is not
1018 much difference in the code generated for counters, so you will need at least
1019 100 operations on this variable (for example in a loop) to make it worth the
1020 trouble. The only savings you get here are by the use of a zero page variable
1021 instead of one on the stack or in the data segment.
1022
1023 Register variables must be explicitly enabled, either by using <tt/<ref
1024 name="-Or" id="option-O">/ or <tt/<ref name="--register-vars"
1025 id="option-register-vars">/ on the command line or by use of <tt/<ref
1026 name="#pragma register-vars" id="pragma-register-vars">/. Register variables
1027 are only accepted on function top level, register variables declared in
1028 interior blocks are silently converted to <tt/auto/. With register variables
1029 disabled, all variables declared as <tt/register/ are actually auto variables.
1030
1031 Please take care when using register variables: While they are helpful and can
1032 lead to a tremendous speedup when used correctly, improper usage will cause
1033 bloated code and a slowdown.
1034
1035
1036
1037 <sect>Inline assembler<label id="inline-asm"><p>
1038
1039 The compiler allows to insert assembler statements into the output file. The
1040 syntax is
1041
1042 <tscreen><verb>
1043         asm (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
1044 </verb></tscreen>
1045 or
1046 <tscreen><verb>
1047         __asm__ (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
1048 </verb></tscreen>
1049 <p>
1050
1051 The first form is in the user namespace and is disabled by <tt><ref
1052 id="option--standard" name="--standard"></tt> if the argument is not <tt/cc65/.
1053
1054 The asm statement may be used inside a function and on global file level. An
1055 inline assembler statement is a primary expression, so it may also be used as
1056 part of an expression. Please note however that the result of an expression
1057 containing just an inline assembler statement is always of type <tt/void/.
1058
1059 The contents of the string literal are preparsed by the compiler and inserted
1060 into the generated assembly output, so that the can be further processed by
1061 the backend and especially the optimizer. For this reason, the compiler does
1062 only allow regular 6502 opcodes to be used with the inline assembler. Pseudo
1063 instructions (like <tt/.import/, <tt/.byte/ and so on) are <em/not/ allowed,
1064 even if the ca65 assembler (which is used to translate the generated assembler
1065 code) would accept them. The builtin inline assembler is not a replacement for
1066 the full blown macro assembler which comes with the compiler.
1067
1068 Note: Inline assembler statements are subject to all optimizations done by the
1069 compiler. There is currently no way to protect an inline assembler statement
1070 from being moved or removed completely by the optimizer. If in doubt, check
1071 the generated assembler output, or disable optimizations.
1072
1073 The string literal may contain format specifiers from the following list. For
1074 each format specifier, an argument is expected which is inserted instead of
1075 the format specifier before passing the assembly code line to the backend.
1076
1077 <itemize>
1078   <item><tt/%b/ - Numerical 8-bit value
1079   <item><tt/%w/ - Numerical 16-bit value
1080   <item><tt/%l/ - Numerical 32-bit value
1081   <item><tt/%v/ - Assembler name of a (global) variable or function
1082   <item><tt/%o/ - Stack offset of a (local) variable
1083   <item><tt/%g/ - Assembler name of a C label
1084   <item><tt/%s/ - The argument is converted to a string
1085   <item><tt/%%/ - The % sign itself
1086 </itemize><p>
1087
1088 Using these format specifiers, you can access C <tt/#defines/, variables or
1089 similar stuff from the inline assembler. For example, to load the value of
1090 a C <tt/#define/ into the Y register, one would use
1091
1092 <tscreen><verb>
1093         #define OFFS  23
1094         __asm__ ("ldy #%b", OFFS);
1095 </verb></tscreen>
1096
1097 Or, to access a struct member of a static variable:
1098
1099 <tscreen><verb>
1100         typedef struct {
1101             unsigned char x;
1102             unsigned char y;
1103             unsigned char color;
1104         } pixel_t;
1105         static pixel_t pixel;
1106         __asm__ ("ldy #%b", offsetof(pixel_t, color));
1107         __asm__ ("lda %v,y", pixel);
1108 </verb></tscreen>
1109 <p>
1110
1111 Note: Do not embed the assembler labels that are used as names of global
1112 variables or functions into your asm statements. Code like this
1113
1114 <tscreen><verb>
1115         int foo;
1116         int bar () { return 1; }
1117         __asm__ ("lda _foo");           /* DON'T DO THAT! */
1118         ...
1119         __asm__ ("jsr _bar");           /* DON'T DO THAT EITHER! */
1120 </verb></tscreen>
1121 <p>
1122
1123 may stop working if the way, the compiler generates these names is changed in
1124 a future version. Instead use the format specifiers from the table above:
1125
1126 <tscreen><verb>
1127         __asm__ ("lda %v", foo);        /* OK */
1128         ...
1129         __asm__ ("jsr %v", bar);        /* OK */
1130 </verb></tscreen>
1131 <p>
1132
1133
1134 <sect>Implementation-defined behavior<p>
1135
1136 This section describes the behavior of cc65 when the standard describes the
1137 behavior as implementation-defined.
1138
1139 (to be done)
1140
1141 <sect>Bugs/Feedback<p>
1142
1143 If you have problems using the compiler, if you find any bugs, or if you're
1144 doing something interesting with it, I would be glad to hear from you. Feel
1145 free to contact me by email (<htmlurl url="mailto:uz@cc65.org"
1146 name="uz@cc65.org">).
1147
1148
1149
1150 <sect>Copyright<p>
1151
1152 This is the original compiler copyright:
1153
1154 <tscreen><verb>
1155 --------------------------------------------------------------------------
1156   -*- Mode: Text -*-
1157
1158      This is the copyright notice for RA65, LINK65, LIBR65, and other
1159   Atari 8-bit programs.  Said programs are Copyright 1989, by John R.
1160   Dunning.  All rights reserved, with the following exceptions:
1161
1162       Anyone may copy or redistribute these programs, provided that:
1163
1164   1:  You don't charge anything for the copy.  It is permissable to
1165       charge a nominal fee for media, etc.
1166
1167   2:  All source code and documentation for the programs is made
1168       available as part of the distribution.
1169
1170   3:  This copyright notice is preserved verbatim, and included in
1171       the distribution.
1172
1173       You are allowed to modify these programs, and redistribute the
1174   modified versions, provided that the modifications are clearly noted.
1175
1176       There is NO WARRANTY with this software, it comes as is, and is
1177   distributed in the hope that it may be useful.
1178
1179       This copyright notice applies to any program which contains
1180   this text, or the refers to this file.
1181
1182       This copyright notice is based on the one published by the Free
1183   Software Foundation, sometimes known as the GNU project.  The idea
1184   is the same as theirs, ie the software is free, and is intended to
1185   stay that way.  Everybody has the right to copy, modify, and re-
1186   distribute this software.  Nobody has the right to prevent anyone
1187   else from copying, modifying or redistributing it.
1188
1189 --------------------------------------------------------------------------
1190 </verb></tscreen>
1191
1192 Small parts of the compiler (parts of the preprocessor and main parser) are
1193 still covered by this copyright. The main portion is covered by the usual
1194 cc65 license, which reads:
1195
1196 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
1197 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
1198 arising from the use of this software.
1199
1200 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
1201 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
1202 freely, subject to the following restrictions:
1203
1204 <enum>
1205 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
1206         claim that you wrote the original software. If you use this software
1207         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
1208         appreciated but is not required.
1209 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
1210         be misrepresented as being the original software.
1211 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
1212         distribution.
1213 </enum>
1214
1215 </article>
1216