]> git.sur5r.net Git - cc65/blob - doc/cc65.sgml
Added missing docs for predefined macros, sorted them alphabetically.
[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   -E                            Stop after the preprocessing stage
57   -I dir                        Set an include directory search path
58   -O                            Optimize code
59   -Oi                           Optimize code, inline more code
60   -Or                           Enable register variables
61   -Os                           Inline some known functions
62   -T                            Include source as comment
63   -V                            Print the compiler version number
64   -W                            Suppress warnings
65   -d                            Debug mode
66   -g                            Add debug info to object file
67   -h                            Help (this text)
68   -j                            Default characters are signed
69   -mm model                     Set the memory model
70   -o name                       Name the output file
71   -r                            Enable register variables
72   -t sys                        Set the target system
73   -v                            Increase verbosity
74
75 Long options:
76   --add-source                  Include source as comment
77   --bss-name seg                Set the name of the BSS segment
78   --check-stack                 Generate stack overflow checks
79   --code-name seg               Set the name of the CODE segment
80   --codesize x                  Accept larger code by factor x
81   --cpu type                    Set cpu type (6502, 65c02)
82   --create-dep name             Create a make dependency file
83   --create-full-dep name        Create a full make dependency file
84   --data-name seg               Set the name of the DATA segment
85   --debug                       Debug mode
86   --debug-info                  Add debug info to object file
87   --debug-opt name              Debug optimization steps
88   --dep-target target           Use this dependency target
89   --disable-opt name            Disable an optimization step
90   --enable-opt name             Enable an optimization step
91   --forget-inc-paths            Forget include search paths
92   --help                        Help (this text)
93   --include-dir dir             Set an include directory search path
94   --list-opt-steps              List all optimizer steps and exit
95   --local-strings               Emit string literals immediately
96   --memory-model model          Set the memory model
97   --register-space b            Set space available for register variables
98   --register-vars               Enable register variables
99   --rodata-name seg             Set the name of the RODATA segment
100   --signed-chars                Default characters are signed
101   --standard std                Language standard (c89, c99, cc65)
102   --static-locals               Make local variables static
103   --target sys                  Set the target system
104   --verbose                     Increase verbosity
105   --version                     Print the compiler version number
106   --writable-strings            Make string literals writable
107 ---------------------------------------------------------------------------
108 </verb></tscreen>
109
110
111 <sect1>Command line options in detail<p>
112
113 Here is a description of all the command line options:
114
115 <descrip>
116
117   <label id="option-bss-name">
118   <tag><tt>--bss-name seg</tt></tag>
119
120   Set the name of the bss segment. See also <tt/<ref id="pragma-bss-name"
121   name="#pragma&nbsp;bss-name">/.
122
123
124   <label id="option-check-stack">
125   <tag><tt>--check-stack</tt></tag>
126
127   Tells the compiler to generate code that checks for stack overflows. See
128   <tt/<ref id="pragma-check-stack" name="#pragma&nbsp;check-stack">/ for an
129   explanation of this feature.
130
131
132   <label id="option-code-name">
133   <tag><tt>--code-name seg</tt></tag>
134
135   Set the name of the code segment. See also <tt/<ref id="pragma-code-name"
136   name="#pragma&nbsp;code-name">/
137
138
139   <label id="option-codesize">
140   <tag><tt>--codesize x</tt></tag>
141
142   This options allows finer control about speed vs. size decisions in the code
143   generation and optimization phases. It gives the allowed size increase
144   factor (in percent). The default is 100 when not using <tt/-Oi/ and 200 when
145   using <tt/-Oi/ (<tt/-Oi/ is the same as <tt/-O --codesize&nbsp;200/).
146
147
148   <label id="option-cpu">
149   <tag><tt>--cpu CPU</tt></tag>
150
151   A new, still experimental option. You may specify "6502" or "65C02" as the
152   CPU. 6502 is the default, so this will not change anything. Specifying 65C02
153   will use a few 65C02 instructions when generating code. Don't expect too
154   much from this option: It is still new (and may have bugs), and the
155   additional instructions for the 65C02 are not that overwhelming.
156
157
158   <label id="option-create-dep">
159   <tag><tt>--create-dep name</tt></tag>
160
161   Tells the compiler to generate a file containing the dependency list for the
162   compiled module in makefile syntax. The output is written to a file with the
163   given name. The output does not include system include files (in angle
164   brackets).
165
166
167   <label id="option-create-full-dep">
168   <tag><tt>--create-full-dep name</tt></tag>
169
170   Tells the compiler to generate a file containing the dependency list for the
171   compiled module in makefile syntax. The output is written to a file with the
172   given name. The output does include system include files (in angle
173   brackets).
174
175
176   <label id="option-data-name">
177   <tag><tt>--data-name seg</tt></tag>
178
179   Set the name of the data segment. See also <tt/<ref id="pragma-data-name"
180   name="#pragma&nbsp;data-name">/
181
182
183   <tag><tt>-d, --debug</tt></tag>
184
185   Enables debug mode, something that should not be needed for mere
186   mortals:-)
187
188
189   <label id="option-dep-target">
190   <tag><tt>--dep-target target</tt></tag>
191
192   When generating a dependency file, don't use the actual output file as the
193   target of the dependency, but the file specified with this option. The
194   option has no effect if neither <tt/<ref id="option-create-dep"
195   name="--create-dep">/ nor <tt/<ref id="option-create-full-dep"
196   name="--create-full-dep">/ is specified.
197
198
199   <tag><tt>-D sym[=definition]</tt></tag>
200
201   Define a macro on the command line. If no definition is given, the macro
202   is defined to the value "1".
203
204
205   <tag><tt>--forget-inc-paths</tt></tag>
206
207   Forget the builtin include paths. This is most useful when building
208   customized C or runtime libraries, in which case the standard header
209   files should be ignored.
210
211
212   <tag><tt>-g, --debug-info</tt></tag>
213
214   This will cause the compiler to insert a <tt/.DEBUGINFO/ command into the
215   generated assembler code. This will cause the assembler to include all
216   symbols in a special section in the object file.
217
218
219   <tag><tt>-h, --help</tt></tag>
220
221   Print the short option summary shown above.
222
223
224   <label id="option-local-strings">
225   <tag><tt>--local-strings</tt></tag>
226
227   Emit string literals to the data segment when they're encountered in the
228   source. The default is to keep string literals until end of assembly, merge
229   read only literals if possible, and then output the literals into the data
230   or rodata segment that is active at that point. Use of this option prevents
231   merging of duplicate strings, but the options that change the name of one of
232   the data segments will work.
233
234   You can also use <tt><ref id="pragma-local-strings"
235   name="#pragma&nbsp;local-strings"></tt> for fine grained control.
236
237
238   <tag><tt>-o name</tt></tag>
239
240   Specify the name of the output file. If you don't specify a name, the
241   name of the C input file is used, with the extension replaced by ".s".
242
243
244   <label id="option-register-vars">
245   <tag><tt>-r, --register-vars</tt></tag>
246
247   <tt/-r/ will make the compiler honor the <tt/register/ keyword. Local
248   variables may be placed in registers (which are actually zero page
249   locations). There is some overhead involved with register variables, since
250   the old contents of the registers must be saved and restored. Since register
251   variables are of limited use without the optimizer, there is also a combined
252   switch: <tt/-Or/ will enable both, the optimizer and register variables.
253
254   For more information about register variables see <ref id="register-vars"
255   name="register variables">.
256
257   The compiler setting can also be changed within the source file by using
258   <tt/<ref id="pragma-register-vars" name="#pragma&nbsp;register-vars">/.
259
260
261   <label id="option-register-space">
262   <tag><tt>--register-space</tt></tag>
263
264   This option takes a numeric parameter and is used to specify, how much
265   zero page register space is available. Please note that just giving this
266   option will not increase or decrease by itself, it will just tell the
267   compiler about the available space. You will have to allocate that space
268   yourself using an assembler module with the necessary allocations, and a
269   linker configuration that matches the assembler module. The default value
270   for this option is 6 (bytes).
271
272   If you don't know what all this means, please don't use this option.
273
274
275   <label id="option-rodata-name">
276   <tag><tt>--rodata-name seg</tt></tag>
277
278   Set the name of the rodata segment (the segment used for readonly data).
279   See also <tt/<ref id="pragma-rodata-name" name="#pragma&nbsp;rodata-name">/
280
281   <label id="option-signed-chars">
282   <tag><tt>-j, --signed-chars</tt></tag>
283
284   Using this option, you can make the default characters signed. Since the
285   6502 has no provisions for sign extending characters (which is needed on
286   almost any load operation), this will make the code larger and slower. A
287   better way is to declare characters explicitly as "signed" if needed. You
288   can also use <tt><ref id="pragma-signed-chars"
289   name="#pragma&nbsp;signed-chars"></tt> for better control of this option.
290
291
292   <label id="option--standard">
293   <tag><tt>--standard std</tt></tag>
294
295   This option allows to set the language standard supported. The argument is
296   one of
297   <descrip>
298     <tag/c89/
299       This disables anything that is illegal in C89/C90. Among those things
300       are <tt>//</tt> comments and the non-standard keywords without
301       underscores. Please note that cc65 is not a fully C89 compliant compiler
302       despite this option. A few more things (like floats) are missing.
303
304     <tag/c99/
305       This enables a few features from the C99 standard. With this option,
306       <tt>//</tt> comments are allowed. It will also cause warnings and even
307       errors in a few situations that are allowed with <tt/--standard c89/.
308       For example, a call to a function without a prototype is an error in
309       this mode.
310
311     <tag/cc65/
312       This is the default mode. It is like c99 mode, but additional features
313       are enabled. Among these are "void data", non-standard keywords without
314       the underlines, unnamed function parameters and the requirement for
315       main() to return an int.
316   </descrip>
317
318   Please note that the compiler does not support the C99 standard and never
319   will. c99 mode is actually c89 mode with a few selected C99 extensions.
320
321
322   <label id="option-standard">
323   <tag><tt>-t target, --target target</tt></tag>
324
325   This option is used to set the target system. The target system
326   determines things like the character set that is used for strings and
327   character constants. The following target systems are supported:
328
329   <itemize>
330   <item>none
331   <item>apple2
332   <item>apple2enh
333   <item>atari
334   <item>atmos
335   <item>c16 (works also for the c116 with memory up to 32K)
336   <item>c64
337   <item>c128
338   <item>cbm510 (CBM-II series with 40 column video)
339   <item>cbm610 (all CBM-II II computers with 80 column video)
340   <item>geos
341   <item>lunix
342   <item>lynx
343   <item>nes
344   <item>pet (all CBM PET systems except the 2001)
345   <item>plus4
346   <item>supervision
347   <item>vic20
348   </itemize>
349
350   <tag><tt>-v, --verbose</tt></tag>
351
352   Using this option, the compiler will be somewhat more verbose if errors
353   or warnings are encountered.
354
355
356   <label id="option-writable-strings">
357   <tag><tt>--writable-strings</tt></tag>
358
359   Make string literals writable by placing them into the data segment instead
360   of the rodata segment. You can also use <tt><ref id="pragma-writable-strings"
361   name="#pragma&nbsp;writable-strings"></tt> to control this option from within
362   the source file.
363
364
365   <label id="option-static-locals">
366   <tag><tt>-Cl, --static-locals</tt></tag>
367
368   Use static storage for local variables instead of storage on the stack.
369   Since the stack is emulated in software, this gives shorter and usually
370   faster code, but the code is no longer reentrant. The difference between
371   <tt/-Cl/ and declaring local variables as static yourself is, that
372   initializer code is executed each time, the function is entered. So when
373   using
374
375   <tscreen><verb>
376         void f (void)
377         {
378             unsigned a = 1;
379             ...
380         }
381   </verb></tscreen>
382
383   the variable <tt/a/ will always have the value <tt/1/ when entering the
384   function and using <tt/-Cl/, while in
385
386   <tscreen><verb>
387         void f (void)
388         {
389             static unsigned a = 1;
390             ....
391         }
392   </verb></tscreen>
393
394   the variable <tt/a/ will have the value <tt/1/ only the first time that the
395   function is entered, and will keep the old value from one call of the
396   function to the next.
397
398   You may also use <tt><ref id="pragma-static-locals"
399   name="#pragma&nbsp;static-locals"></tt> to change this setting in your
400   sources.
401
402
403   <label id="option-include-dir">
404   <tag><tt>-I dir, --include-dir dir</tt></tag>
405
406   Set a directory where the compiler searches for include files. You may
407   use this option multiple times to add more than one directory to the
408   search list.
409
410
411   <label id="option-O">
412   <tag><tt>-O, -Oi, -Or, -Os</tt></tag>
413
414   Enable an optimizer run over the produced code.
415
416   Using <tt/-Oi/, the code generator will inline some code where otherwise a
417   runtime functions would have been called, even if the generated code is
418   larger. This will not only remove the overhead for a function call, but will
419   make the code visible for the optimizer. <tt/-Oi/ is an alias for
420   <tt/-O --codesize&nbsp;200/.
421
422   <tt/-Or/ will make the compiler honor the <tt/register/ keyword. Local
423   variables may be placed in registers (which are actually zero page
424   locations). See also the <tt/<ref id="option-register-vars"
425   name="--register-vars">/ command line option, and the <ref
426   id="register-vars" name="discussion of register variables"> below.
427
428   Using <tt/-Os/ will force the compiler to inline some known functions from
429   the C library like strlen. Note: This has two consequences:
430   <p>
431   <itemize>
432   <item>You may not use names of standard C functions in your own code. If you
433         do that, your program is not standard compliant anyway, but using
434         <tt/-Os/ will actually break things.
435         <p>
436   <item>The inlined string and memory functions will not handle strings or
437         memory areas larger than 255 bytes. Similarly, the inlined <tt/is..()/
438         functions will not work with values outside the char. range (such as
439         <tt/EOF/).
440         <p>
441   </itemize>
442   <p>
443   It is possible to concatenate the modifiers for <tt/-O/. For example, to
444   enable register variables and inlining of known functions, you may use
445   <tt/-Ors/.
446
447
448   <tag><tt>-T, --add-source</tt></tag>
449
450   This include the source code as comments in the generated code. This is
451   normally not needed.
452
453
454   <tag><tt>-V, --version</tt></tag>
455
456   Print the version number of the compiler. When submitting a bug report,
457   please include the operating system you're using, and the compiler
458   version.
459
460
461   <label id="option-W">
462   <tag><tt>-W name[,name]</tt></tag>
463
464   This option allows to control warnings generated by the compiler. It is
465   followed by a comma separated list of warnings that should be enabled or
466   disabled. To disable a warning, its name is prefixed by a minus sign. If
467   no such prefix exists, or the name is prefixed by a plus sign, the warning
468   is enabled.
469
470   The following warning names are currently recognized:
471   <descrip>
472   <tag><tt/error/</tag>
473         Treat all warnings as errors.
474   <tag><tt/unknown-pragma/</tag>
475         Warn about known #pragmas.
476   <tag><tt/unused-label/</tag>
477         Warn about unused labels.
478   <tag><tt/unused-param/</tag>
479         Warn about unused function parameters.
480   <tag><tt/unused-var/</tag>
481         Warn about unused variables.
482   </descrip>
483
484   You may also use <tt><ref id="pragma-warn" name="#pragma&nbsp;warn"></tt> to
485   control this setting for smaller pieces of code from within your code.
486
487 </descrip><p>
488
489
490 <sect>Input and output<p>
491
492 The compiler will accept one C file per invocation and create a file with
493 the same base name, but with the extension replaced by ".s". The output
494 file contains assembler code suitable for the use with the ca65 macro
495 assembler.
496
497 Include files in single quotes are searched in the following places:
498 <enum>
499 <item>The current directory.
500 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_INC/ if it is defined.
501 <item>Any directory added with the <tt/-I/ option on the command line.
502 </enum>
503
504 Include files in angle brackets are searched in the following places:
505 <enum>
506 <item>A compiled in directory which is often <tt>/usr/lib/cc65/include</tt> on
507       Linux systems.
508 <item>The value of the environment variable <tt/CC65_INC/ if it is defined.
509 <item>A subdirectory named <tt/include/ of the directory defined in the
510       environment variable <tt/CC65_HOME/, if it is defined.
511 <item>Any directory added with the <tt/-I/ option on the command line.
512 </enum>
513
514
515
516 <sect>Differences to the ISO standard<p>
517
518 Apart from the things listed below, the compiler does support additional
519 keywords, has several functions in the standard headers with names outside the
520 reserved namespace and a few syntax extensions. All these can be disabled with
521 the <tt><ref id="option--standard" name="--standard"></tt> command line
522 option. Its use for maximum standards compatibility is advised.
523
524 Here is a list of differences between the language, the compiler accepts,
525 and the one defined by the ISO standard:
526
527 <itemize>
528
529 <item>  The datatypes "float" and "double" are not available.
530         <p>
531 <item>  C Functions may not return structs (or unions), and structs may not
532         be passed as parameters by value. However, struct assignment *is*
533         possible.
534         <p>
535 <item>  Part of the C library is available only with fastcall calling
536         conventions (see below).  It means that you must not mix pointers to
537         those functions with pointers to user-written, not-fastcall functions.
538         <p>
539 <item>  The <tt/volatile/ keyword doesn't have an effect. This is not as bad
540         as it sounds, since the 6502 has so few registers that it isn't
541         possible to keep values in registers anyway.
542         <p>
543 </itemize>
544
545 There may be some more minor differences I'm currently not aware of. The
546 biggest problem is the missing float data type. With this limitation in
547 mind, you should be able to write fairly portable code.
548
549
550
551 <sect>Extensions<p>
552
553 This cc65 version has some extensions to the ISO C standard.
554
555 <itemize>
556
557 <item>  The compiler allows to insert assembler statements into the output
558         file. The syntax is
559
560         <tscreen><verb>
561         asm (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
562         </verb></tscreen>
563         or
564         <tscreen><verb>
565         __asm__ (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
566         </verb></tscreen>
567
568         The first form is in the user namespace and is disabled if the <tt/-A/
569         switch is given.
570
571         There is a whole section covering inline assembler statements,
572         <ref id="inline-asm" name="see there">.
573         <p>
574
575 <item>  There is a special calling convention named "fastcall".
576         The syntax for a function declaration using fastcall is
577
578         <tscreen><verb>
579         &lt;return type&gt; fastcall &lt;function name&gt; (&lt;parameter list&gt;)
580         </verb></tscreen>
581         or
582         <tscreen><verb>
583         &lt;return type&gt; __fastcall__ &lt;function name&gt; (&lt;parameter list&gt;)
584         </verb></tscreen>
585         An example would be
586         <tscreen><verb>
587         void __fastcall__ f (unsigned char c)
588         </verb></tscreen>
589         The first form of the fastcall keyword is in the user namespace and can
590         therefore be disabled with the <tt><ref id="option--standard"
591         name="--standard"></tt> command line option.
592
593         For functions declared as <tt/fastcall/, the rightmost parameter is not
594         pushed on the stack but left in the primary register when the function
595         is called. This will reduce the cost when calling assembler functions
596         significantly, especially when the function itself is rather small.
597         <p>
598
599 <item>  There are two pseudo variables named <tt/__AX__/ and <tt/__EAX__/.
600         Both refer to the primary register that is used by the compiler to
601         evaluate expressions or return function results. <tt/__AX__/ is of
602         type <tt/unsigned int/ and <tt/__EAX__/ of type <tt/long unsigned int/
603         respectively. The pseudo variables may be used as lvalue and rvalue as
604         every other variable. They are most useful together with short
605         sequences of assembler code. For example, the macro
606
607         <tscreen><verb>
608         #define hi(x)           \
609             (__AX__ = (x),      \
610              asm ("txa"),       \
611              asm ("ldx #$00"),  \
612              __AX__)
613         </verb></tscreen>
614
615         will give the high byte of any unsigned value.
616         <p>
617
618 <item>  Inside a function, the identifier <tt/__func__/ gives the name of the
619         current function as a string. Outside of functions, <tt/__func__/ is
620         undefined.
621         Example:
622
623         <tscreen><verb>
624         #define PRINT_DEBUG(s)  printf ("%s: %s\n", __func__, s);
625         </verb></tscreen>
626
627         The macro will print the name of the current function plus a given
628         string.
629         <p>
630
631 <item>  cc65 allows the initialization of <tt/void/ variables. This may be
632         used to create variable structures that are more compatible with
633         interfaces written for assembler languages. Here is an example:
634
635         <tscreen><verb>
636         void GCmd = {   (char)3, (unsigned)0x2000, (unsigned)0x3000 };
637         </verb></tscreen>
638
639         This will be translated as follows:
640
641         <tscreen><verb>
642         _GCmd:
643                 .byte   3
644                 .word   $2000
645                 .word   $3000
646         </verb></tscreen>
647
648         Since the variable is of type <tt/void/ you may not use it as is.
649         However, taking the address of the variable results in a <tt/void*/
650         which may be passed to any function expecting a pointer.
651
652         See the <url url="geos.html" name="GEOS library document"> for examples
653         on how to use this feature.
654         <p>
655
656 <item>  cc65 implements flexible array struct members as defined in the C99 ISO
657         standard. As an extension, these fields may be initialized. There are
658         several exceptions, however (which is probably the reason why the
659         standard does not define this feature, because it is highly
660         unorthogonal). Flexible array members cannot be initialized ...
661
662         <itemize>
663         <item>... when defining an array of structs with flexible
664                 members.
665         <item>... if such a struct is a member field of another struct
666                 which is not the last field.
667         <item>... if the struct which contains a flexible array member is
668                 declared as <tt/register/, and the size and compiler settings
669                 do allow the compiler actually to place the struct into the
670                 register bank in the zero page.
671         </itemize>
672
673         Please note that -- as defined in the ISO C standard -- the <tt/sizeof/
674         operator returns the struct size with the flexible array member having
675         size zero, even if it is initialized.
676         <p>
677
678 </itemize>
679 <p>
680
681
682 <sect>Predefined macros<p>
683
684 The compiler defines several macros at startup:
685
686 <descrip>
687   <tag><tt>__APPLE2__</tt></tag>
688
689   This macro is defined if the target is the Apple ][ (-t apple2).
690
691   <tag><tt>__APPLE2ENH__</tt></tag>
692
693   This macro is defined if the target is the enhanced Apple //e (-t apple2enh).
694
695   <tag><tt>__ATARI__</tt></tag>
696
697   This macro is defined if the target is one of the Atari computers
698   (400/800/130XL/800XL).
699
700   <tag><tt>__ATMOS__</tt></tag>
701
702   This macro is defined if the target is the Oric Atmos (-t atmos).
703
704   <tag><tt>__C128__</tt></tag>
705
706   This macro is defined if the target is the c128 (-t c128).
707
708   <tag><tt>__C16__</tt></tag>
709
710   This macro is defined if the target is the c16 (-t c16).
711
712   <tag><tt>__C64__</tt></tag>
713
714   This macro is defined if the target is the c64 (-t c64).
715
716   <tag><tt>__CBM__</tt></tag>
717
718   This macro is defined if the target system is one of the CBM targets.
719
720   <tag><tt>__CBM510__</tt></tag>
721
722   This macro is defined if the target is the CBM 500 series of computers.
723
724   <tag><tt>__CBM610__</tt></tag>
725
726   This macro is defined if the target is one of the CBM 600/700 family of
727   computers (called B series in the US).
728
729   <tag><tt>__CC65__</tt></tag>
730
731   This macro is always defined. Its value is the version number of the
732   compiler in hex.  For example, version 2.10.1 of the compiler has this macro
733   defined as <tt/0x02A1/.
734
735   <tag><tt>__CC65_STD__</tt></tag>
736
737   This macro is defined to one of the following depending on the <tt><ref
738   id="option--standard" name="--standard"></tt> command line option:
739   <itemize>
740   <item><tt/__CC65_STD_C89__/
741   <item><tt/__CC65_STD_C99__/
742   <item><tt/__CC65_STD_CC65__/
743   </itemize>
744
745   <tag><tt>__DATE__</tt></tag>
746
747   This macro expands to the date of translation of the preprocessing
748   translation unit in the form "Mmm dd yyyy".
749
750   <tag><tt>__FILE__</tt></tag>
751
752   This macro expands to a string containing the name of the C source file.
753
754   <tag><tt>__GEOS__</tt></tag>
755
756   This macro is defined if you are compiling for the GEOS system (-t geos).
757
758   <tag><tt>__LINE__</tt></tag>
759
760   This macro expands to the current line number.
761
762   <tag><tt>__LUNIX__</tt></tag>
763
764   This macro is defined if you are compiling for the LUnix system (-t lunix).
765
766   <tag><tt>__LYNX__</tt></tag>
767
768   This macro is defined if the target is the Atari Lynx (-t lynx).
769
770   <tag><tt>__NES__</tt></tag>
771
772   This macro is defined if the target is the NES (-t nes).
773
774   <tag><tt>__OPT__</tt></tag>
775
776   Is defined if the compiler was called with the <tt/-O/ command line option.
777
778   <tag><tt>__OPT_i__</tt></tag>
779
780   Is defined if the compiler was called with the <tt/-Oi/ command line option.
781
782   <tag><tt>__OPT_r__</tt></tag>
783
784   Is defined if the compiler was called with the <tt/-Or/ command line option.
785
786   <tag><tt>__OPT_s__</tt></tag>
787
788   Is defined if the compiler was called with the <tt/-Os/ command line option.
789
790   <tag><tt>__PET__</tt></tag>
791
792   This macro is defined if the target is the PET family of computers (-t pet).
793
794   <tag><tt>__PLUS4__</tt></tag>
795
796   This macro is defined if the target is the plus/4 (-t plus4).
797
798   <tag><tt>__STDC_HOSTED__</tt></tag>
799
800   This macro is expands to the integer constant 1.
801
802   <tag><tt>__SUPERVISION__</tt></tag>
803
804   This macro is defined if the target is the supervision (-t supervision).
805
806   <tag><tt>__TIME__</tt></tag>
807
808   This macro expands to the time of translation of the preprocessing
809   translation unit in the form "hh:mm:ss".
810
811   <tag><tt>__VIC20__</tt></tag>
812
813   This macro is defined if the target is the vic20 (-t vic20).
814 </descrip>
815
816
817 <sect>&num;pragmas<label id="pragmas"><p>
818
819 The compiler understands some pragmas that may be used to change code
820 generation and other stuff. Some of these pragmas understand a special form:
821 If the first parameter is <tt/push/, the old value is saved onto a stack
822 before changing it. The value may later be restored by using the <tt/pop/
823 parameter with the <tt/#pragma/.
824
825 <sect1><tt>#pragma bss-name (&lsqb;push,&rsqb; &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-bss-name"><p>
826
827   This pragma changes the name used for the BSS segment (the BSS segment
828   is used to store uninitialized data). The argument is a string enclosed
829   in double quotes.
830
831   Note: The default linker configuration file does only map the standard
832   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
833   configuration file.
834
835   Beware: The startup code will zero only the default BSS segment. If you
836   use another BSS segment, you have to do that yourself, otherwise
837   uninitialized variables do not have the value zero.
838
839   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
840
841   Example:
842   <tscreen><verb>
843         #pragma bss-name ("MyBSS")
844   </verb></tscreen>
845
846
847 <sect1><tt>#pragma charmap (&lt;index&gt;, &lt;code&gt;)</tt><label id="pragma-charmap"><p>
848
849   Each literal string and each literal character in the source is translated
850   by use of a translation table. This translation table is preset when the
851   compiler is started depending on the target system, for example to map
852   ISO-8859-1 characters into PETSCII if the target is a commodore machine.
853
854   This pragma allows to change entries in the translation table, so the
855   translation for individual characters, or even the complete table may be
856   adjusted.
857
858   Both arguments are assumed to be unsigned characters with a valid range of
859   1-255.
860
861   Beware of two pitfalls:
862
863     <itemize>
864     <item>The character index is actually the code of the character in the
865           C source, so character mappings do always depend on the source
866           character set. This means that <tt/#pragma&nbsp;charmap/ is not
867           portable -- it depends on the build environment.
868     <item>While it is possible to use character literals as indices, the
869           result may be somewhat unexpected, since character literals are
870           itself translated. For this reason I would suggest to avoid
871           character literals and use numeric character codes instead.
872     </itemize>
873
874   Example:
875   <tscreen><verb>
876         /* Use a space wherever an 'a' occurs in ISO-8859-1 source */
877         #pragma charmap (0x61, 0x20);
878   </verb></tscreen>
879
880
881 <sect1><tt>#pragma check-stack ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-check-stack"><p>
882
883   Tells the compiler to insert calls to a stack checking subroutine to detect
884   stack overflows. The stack checking code will lead to somewhat larger and
885   slower programs, so you may want to use this pragma when debugging your
886   program and switch it off for the release version. If a stack overflow is
887   detected, the program is aborted.
888
889   If the argument is "off", stack checks are disabled (the default), otherwise
890   they're enabled.
891
892   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
893
894 <sect1><tt>#pragma code-name ([push,] &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-code-name"><p>
895
896   This pragma changes the name used for the CODE segment (the CODE segment
897   is used to store executable code). The argument is a string enclosed in
898   double quotes.
899
900   Note: The default linker configuration file does only map the standard
901   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
902   configuration file.
903
904   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
905
906   Example:
907   <tscreen><verb>
908         #pragma code-name ("MyCODE")
909   </verb></tscreen>
910
911
912 <sect1><tt>#pragma codesize ([push,] &lt;int&gt;)</tt><label id="pragma-codesize"><p>
913
914   This pragma allows finer control about speed vs. size decisions in the code
915   generation and optimization phase. It gives the allowed size increase factor
916   (in percent). The default is can be changed by use of the <tt/<ref
917   id="option-codesize" name="--codesize">/ compiler option.
918
919   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
920
921
922 <sect1><tt>#pragma data-name ([push,] &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-data-name"><p>
923
924   This pragma changes the name used for the DATA segment (the DATA segment
925   is used to store initialized data). The argument is a string enclosed in
926   double quotes.
927
928   Note: The default linker configuration file does only map the standard
929   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
930   configuration file.
931
932   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
933
934   Example:
935   <tscreen><verb>
936         #pragma data-name ("MyDATA")
937   </verb></tscreen>
938
939
940 <sect1><tt>#pragma local-strings ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-local-strings"><p>
941
942   When "on", emit string literals to the data segment when they're encountered
943   in the source. The default ("off") is to keep string literals until end of
944   assembly, merge read only literals if possible, and then output the literals
945   into the data or rodata segment that is active at that point.
946
947   Using this <tt/#pragma/ it is possible to control the behaviour from within
948   the source. When <tt/#pragma local-strings/ is active, string literals are
949   output immediately, which means that they go into the currently active data
950   or rodata segment, but cannot be merged. When inactive, string literals are
951   remembered and output as a whole when translation is finished.
952
953
954 <sect1><tt>#pragma optimize ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-optimize"><p>
955
956   Switch optimization on or off. If the argument is "off", optimization is
957   disabled, otherwise it is enabled. Please note that this pragma only effects
958   whole functions. The setting in effect when the function is encountered will
959   determine if the generated code is optimized or not.
960
961   Optimization and code generation is also controlled by the <ref
962   id="pragma-codesize" name="codesize pragma">.
963
964   The default is "off", but may be changed with the <tt/<ref name="-O"
965   id="option-O">/ compiler option.
966
967   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
968
969
970 <sect1><tt>#pragma rodata-name ([push,] &lt;name&gt;)</tt><label id="pragma-rodata-name"><p>
971
972   This pragma changes the name used for the RODATA segment (the RODATA
973   segment is used to store readonly data). The argument is a string
974   enclosed in double quotes.
975
976   Note: The default linker configuration file does only map the standard
977   segments. If you use other segments, you have to create a new linker
978   configuration file.
979
980   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
981
982   Example:
983   <tscreen><verb>
984         #pragma rodata-name ("MyRODATA")
985   </verb></tscreen>
986
987
988 <sect1><tt>#pragma regvaraddr ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-regvaraddr"><p>
989
990   The compiler does not allow to take the address of register variables.
991   The regvaraddr pragma changes this. Taking the address of a register
992   variable is allowed after using this pragma with "on" as argument.
993   Using "off" as an argument switches back to the default behaviour.
994
995   Beware: The C standard does not allow taking the address of a variable
996   declared as register. So your programs become non-portable if you use
997   this pragma. In addition, your program may not work. This is usually the
998   case if a subroutine is called with the address of a register variable,
999   and this subroutine (or a subroutine called from there) uses
1000   register variables. So be careful with this #pragma.
1001
1002   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
1003
1004   Example:
1005   <tscreen><verb>
1006         #pragma regvaraddr(on)  /* Allow taking the address
1007                                  * of register variables
1008                                  */
1009   </verb></tscreen>
1010
1011
1012 <sect1><tt>#pragma register-vars ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-register-vars"><p>
1013
1014   Enables or disables use of register variables. If register variables are
1015   disabled (the default), the <tt/register/ keyword is ignored. Register
1016   variables are explained in more detail in <ref id="register-vars" name="a separate
1017   chapter">.
1018
1019   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
1020
1021
1022 <sect1><tt>#pragma signed-chars ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-signed-chars"><p>
1023
1024   Changes the signedness of the default character type. If the argument is
1025   "on", default characters are signed, otherwise characters are unsigned. The
1026   compiler default is to make characters unsigned since this creates a lot
1027   better code. This default may be overridden by the <tt/<ref
1028   name="--signed-chars" id="option-signed-chars">/ command line option.
1029
1030   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
1031
1032
1033 <sect1><tt>#pragma static-locals ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-static-locals"<p>
1034
1035   Use variables in the bss segment instead of variables on the stack. This
1036   pragma changes the default set by the compiler option <tt/<ref
1037   name="--static-locals" id="option-static-locals">/. If the argument is "on",
1038   local variables are allocated in the BSS segment, leading to shorter and in
1039   most cases faster, but non-reentrant code.
1040
1041   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
1042
1043
1044 <sect1><tt>#pragma warn (name, [push,] on|off)</tt><label id="pragma-warn"><p>
1045
1046   Switch compiler warnings on or off. "name" is the name of a warning (see the
1047   <tt/<ref name="-W" id="option-W">/ compiler option for a list). The name is
1048   either followed by "pop", which restores the last pushed state, or by "on" or
1049   "off", optionally preceeded by "push" to push the current state before
1050   changing it.
1051
1052   Example:
1053   <tscreen><verb>
1054         /* Don't warn about the unused parameter in function func */
1055         #pragma warn (unused-param, push, off)
1056         static int func (int unused)
1057         {
1058             return 0;
1059         }
1060         #pragma warn (unused-param, pop)
1061   </verb></tscreen>
1062
1063 <sect1><tt>#pragma writable-strings ([push,] on|off)</tt><label id="pragma-writable-strings"><p>
1064
1065   Changes the storage location of string literals. For historical reasons,
1066   the C standard defines that string literals are of type "char[]", but
1067   writing to such a literal causes undefined behaviour. Most compilers
1068   (including cc65) place string literals in the read-only data segment, which
1069   may cause problems with old C code that writes to string literals.
1070
1071   Using this pragma (or the corresponding command line option <tt/<ref
1072   name="--writable-strings" id="option-writable-strings">/) causes the
1073   literals to be placed in the data segment so they can be written to without
1074   worry.
1075
1076   The <tt/#pragma/ understands the push and pop parameters as explained above.
1077
1078
1079 <sect1><tt>#pragma zpsym (&lt;name&gt;)</tt><p>
1080
1081   Tell the compiler that the -- previously as external declared -- symbol with
1082   the given name is a zero page symbol (usually from an assembler file).
1083   The compiler will create a matching import declaration for the assembler.
1084
1085   Example:
1086   <tscreen><verb>
1087         extern int foo;
1088         #pragma zpsym ("foo");  /* foo is in the zeropage */
1089   </verb></tscreen>
1090
1091
1092
1093
1094 <sect>Register variables<label id="register-vars"><p>
1095
1096 The runtime for all supported platforms has 6 bytes of zero page space
1097 available for register variables (this could be increased, but I think it's a
1098 good value). So you can declare register variables up to a total size of 6 per
1099 function. The compiler will allocate register space on a "first come, first
1100 served" base and convert any <tt/register/ declarations that exceed the
1101 available register space silently to <tt/auto/. Parameters can also be
1102 declared as <tt/register/, this will in fact give slightly shorter code than
1103 using a register variable.
1104
1105 Since a function must save the current values of the registers on entry and
1106 restore them on exit, there is an overhead associated with register variables,
1107 and this overhead is quite high (about 20 bytes per variable). This means that
1108 just declaring anything as <tt/register/ is not a good idea.
1109
1110 The best use for register variables are pointers, especially those that point
1111 to structures. The magic number here is about 3 uses of a struct field: If the
1112 function contains this number or even more, the generated code will be usually
1113 shorter and faster when using a register variable for the struct pointer. The
1114 reason for this is that the register variable can in many cases be used as a
1115 pointer directly. Having a pointer in an auto variable means that this pointer
1116 must first be copied into a zero page location, before it can be dereferenced.
1117
1118 Second best use for register variables are counters. However, there is not
1119 much difference in the code generated for counters, so you will need at least
1120 100 operations on this variable (for example in a loop) to make it worth the
1121 trouble. The only savings you get here are by the use of a zero page variable
1122 instead of one on the stack or in the data segment.
1123
1124 Register variables must be explicitly enabled, either by using <tt/<ref
1125 name="-Or" id="option-O">/ or <tt/<ref name="--register-vars"
1126 id="option-register-vars">/ on the command line or by use of <tt/<ref
1127 name="#pragma register-vars" id="pragma-register-vars">/. Register variables
1128 are only accepted on function top level, register variables declared in
1129 interior blocks are silently converted to <tt/auto/. With register variables
1130 disabled, all variables declared as <tt/register/ are actually auto variables.
1131
1132 Please take care when using register variables: While they are helpful and can
1133 lead to a tremendous speedup when used correctly, improper usage will cause
1134 bloated code and a slowdown.
1135
1136
1137
1138 <sect>Inline assembler<label id="inline-asm"><p>
1139
1140 The compiler allows to insert assembler statements into the output file. The
1141 syntax is
1142
1143 <tscreen><verb>
1144         asm (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
1145 </verb></tscreen>
1146 or
1147 <tscreen><verb>
1148         __asm__ (&lt;string literal&gt;[, optional parameters]) ;
1149 </verb></tscreen>
1150 <p>
1151
1152 The first form is in the user namespace and is disabled by <tt><ref
1153 id="option--standard" name="--standard"></tt> if the argument is not <tt/cc65/.
1154
1155 The asm statement may be used inside a function and on global file level. An
1156 inline assembler statement is a primary expression, so it may also be used as
1157 part of an expression. Please note however that the result of an expression
1158 containing just an inline assembler statement is always of type <tt/void/.
1159
1160 The contents of the string literal are preparsed by the compiler and inserted
1161 into the generated assembly output, so that the can be further processed by
1162 the backend and especially the optimizer. For this reason, the compiler does
1163 only allow regular 6502 opcodes to be used with the inline assembler. Pseudo
1164 instructions (like <tt/.import/, <tt/.byte/ and so on) are <em/not/ allowed,
1165 even if the ca65 assembler (which is used to translate the generated assembler
1166 code) would accept them. The builtin inline assembler is not a replacement for
1167 the full blown macro assembler which comes with the compiler.
1168
1169 Note: Inline assembler statements are subject to all optimizations done by the
1170 compiler. There is currently no way to protect an inline assembler statement
1171 from being moved or removed completely by the optimizer. If in doubt, check
1172 the generated assembler output, or disable optimizations.
1173
1174 The string literal may contain format specifiers from the following list. For
1175 each format specifier, an argument is expected which is inserted instead of
1176 the format specifier before passing the assembly code line to the backend.
1177
1178 <itemize>
1179   <item><tt/%b/ - Numerical 8-bit value
1180   <item><tt/%w/ - Numerical 16-bit value
1181   <item><tt/%l/ - Numerical 32-bit value
1182   <item><tt/%v/ - Assembler name of a (global) variable or function
1183   <item><tt/%o/ - Stack offset of a (local) variable
1184   <item><tt/%g/ - Assembler name of a C label
1185   <item><tt/%s/ - The argument is converted to a string
1186   <item><tt/%%/ - The % sign itself
1187 </itemize><p>
1188
1189 Using these format specifiers, you can access C <tt/#defines/, variables or
1190 similar stuff from the inline assembler. For example, to load the value of
1191 a C <tt/#define/ into the Y register, one would use
1192
1193 <tscreen><verb>
1194         #define OFFS  23
1195         __asm__ ("ldy #%b", OFFS);
1196 </verb></tscreen>
1197
1198 Or, to access a struct member of a static variable:
1199
1200 <tscreen><verb>
1201         typedef struct {
1202             unsigned char x;
1203             unsigned char y;
1204             unsigned char color;
1205         } pixel_t;
1206         static pixel_t pixel;
1207         __asm__ ("ldy #%b", offsetof(pixel_t, color));
1208         __asm__ ("lda %v,y", pixel);
1209 </verb></tscreen>
1210 <p>
1211
1212 Note: Do not embed the assembler labels that are used as names of global
1213 variables or functions into your asm statements. Code like this
1214
1215 <tscreen><verb>
1216         int foo;
1217         int bar () { return 1; }
1218         __asm__ ("lda _foo");           /* DON'T DO THAT! */
1219         ...
1220         __asm__ ("jsr _bar");           /* DON'T DO THAT EITHER! */
1221 </verb></tscreen>
1222 <p>
1223
1224 may stop working if the way, the compiler generates these names is changed in
1225 a future version. Instead use the format specifiers from the table above:
1226
1227 <tscreen><verb>
1228         __asm__ ("lda %v", foo);        /* OK */
1229         ...
1230         __asm__ ("jsr %v", bar);        /* OK */
1231 </verb></tscreen>
1232 <p>
1233
1234
1235 <sect>Implementation-defined behavior<p>
1236
1237 This section describes the behavior of cc65 when the standard describes the
1238 behavior as implementation-defined.
1239
1240 (to be done)
1241
1242 <sect>Bugs/Feedback<p>
1243
1244 If you have problems using the compiler, if you find any bugs, or if you're
1245 doing something interesting with it, I would be glad to hear from you. Feel
1246 free to contact me by email (<htmlurl url="mailto:uz@cc65.org"
1247 name="uz@cc65.org">).
1248
1249
1250
1251 <sect>Copyright<p>
1252
1253 This is the original compiler copyright:
1254
1255 <tscreen><verb>
1256 --------------------------------------------------------------------------
1257   -*- Mode: Text -*-
1258
1259      This is the copyright notice for RA65, LINK65, LIBR65, and other
1260   Atari 8-bit programs.  Said programs are Copyright 1989, by John R.
1261   Dunning.  All rights reserved, with the following exceptions:
1262
1263       Anyone may copy or redistribute these programs, provided that:
1264
1265   1:  You don't charge anything for the copy.  It is permissable to
1266       charge a nominal fee for media, etc.
1267
1268   2:  All source code and documentation for the programs is made
1269       available as part of the distribution.
1270
1271   3:  This copyright notice is preserved verbatim, and included in
1272       the distribution.
1273
1274       You are allowed to modify these programs, and redistribute the
1275   modified versions, provided that the modifications are clearly noted.
1276
1277       There is NO WARRANTY with this software, it comes as is, and is
1278   distributed in the hope that it may be useful.
1279
1280       This copyright notice applies to any program which contains
1281   this text, or the refers to this file.
1282
1283       This copyright notice is based on the one published by the Free
1284   Software Foundation, sometimes known as the GNU project.  The idea
1285   is the same as theirs, ie the software is free, and is intended to
1286   stay that way.  Everybody has the right to copy, modify, and re-
1287   distribute this software.  Nobody has the right to prevent anyone
1288   else from copying, modifying or redistributing it.
1289
1290 --------------------------------------------------------------------------
1291 </verb></tscreen>
1292
1293 Small parts of the compiler (parts of the preprocessor and main parser) are
1294 still covered by this copyright. The main portion is covered by the usual
1295 cc65 license, which reads:
1296
1297 This software is provided 'as-is', without any expressed or implied
1298 warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
1299 arising from the use of this software.
1300
1301 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
1302 including commercial applications, and to alter it and redistribute it
1303 freely, subject to the following restrictions:
1304
1305 <enum>
1306 <item>  The origin of this software must not be misrepresented; you must not
1307         claim that you wrote the original software. If you use this software
1308         in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
1309         appreciated but is not required.
1310 <item>  Altered source versions must be plainly marked as such, and must not
1311         be misrepresented as being the original software.
1312 <item>  This notice may not be removed or altered from any source
1313         distribution.
1314 </enum>
1315
1316 </article>
1317