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