Linux 上可用的 C 編譯器是 GNU C 編譯器，它建立在自由軟件基金會的編程許可證的基礎上，因此可以自由發布。GNU C對標準C進行一系列擴展，以增強標準C的功能。

1.零長度和變量長度數組

GNU C允許使用零長度數組，在定義變長對象的頭結構時，這個特性非常有用。例如：

struct var_data {

int len;

char data［0］;

};

char data［0］僅僅意味著程序中通過var_data結構體實例的data［index］成員可以訪問len之后的第index個地址，它并 沒有為data［］數組分配內存，因此sizeof（struct var_data）=sizeof（int）。

假設struct var_data的數據域就保存在struct var_data緊接著的內存區域中，則通過如下代碼可以遍歷這些數據：

struct var_data s;

。。。

for （i = 0; i 《 s.len; i++）

printf（“%02x”， s.data［i］）;

GNU C中也可以使用1個變量定義數組，例如如下代碼中定義的“double x［n］”：

int main （int argc， char *argv［］）

{

int i， n = argc;

double x［n］;

for （i = 0; i 《 n; i++）

x［i］ = i;

return 0;

}

2.case范圍

GNU C支持case x…y這樣的語法，區間［x，y］中的數都會滿足這個case的條件，請看下面的代碼：

switch （ch） {

case ‘0’。。。 ‘9’： c -= ‘0’;

break;

case ‘a’。。。 ‘f’： c -= ‘a’ - 10;

break;

case ‘A’。。。 ‘F’： c -= ‘A’ - 10;

break;

}

代碼中的case‘0’。。。‘9’等價于標準C中的：

case ‘0’： case ‘1’： case ‘2’： case ‘3’： case ‘4’：

case ‘5’： case ‘6’： case ‘7’： case ‘8’： case ‘9’：

3.語句表達式

GNU C把包含在括號中的復合語句看成是一個表達式，稱為語句表達式，它可以出現在任何允許表達式的地 方。我們可以在語句表達式中使用原本只能在復合語句中使用的循環、局部變量等，例如：

#define min_t（type，x，y）

（ ｛ type _ _x =（x）;type _ _y = （y）; _ _x《_ _y _ _x： _ _y; }）

int ia， ib， mini;

float fa， fb， minf;

mini = min_t（int， ia， ib）;

minf = min_t（float， fa， fb）;

因為重新定義了__xx和__y這兩個局部變量，所以用上述方式定義的宏將不會有副作用。在標準C中，對應的如 下宏則會產生副作用：

#define min（x，y） （（x） 《 （y） （x） ： （y））

代碼min（++ia，++ib）會展開為（（++ia）《（++ib）（++ia）：（++ib）），傳入宏的“參數”增加兩次。

4.typeof關鍵字

typeof（x）語句可以獲得x的類型，因此，可以借助typeof重新定義min這個宏：

#define min（x，y） （{ const typeof（x） _x = （x）;

const typeof（y） _y = （y）;

（void） （&_x == &_y）;

_x 《 _y _x ： _y; }）

我們不需要像min_t（type，x，y）那個宏那樣把type傳入，因為通過typeof（x）、typeof（y）可以獲得type。代 碼行（void）（&_x==&_y）的作用是檢查_x和_y的類型是否一致。

5.可變參數宏

標準C就支持可變參數函數，意味著函數的參數是不固定的，例如printf（）函數的原型為：

int printf（ const char *format ［， argument］。。。 ）;

而在GNU C中，宏也可以接受可變數目的參數，例如：

#define pr_debug（fmt，arg.。。）

printk（fmt，##arg）

這里arg表示其余的參數，可以有零個或多個參數，這些參數以及參數之間的逗號構成arg的值，在宏擴展時替換 arg，如下列代碼：

pr_debug（“%s：%d”，filename，line）

會被擴展為：

printk（“%s：%d”， filename， line）

使用“##”是為了處理arg不代表任何參數的情況，這時候，前面的逗號就變得多余了。使用“##”之后，GNU C預 處理器會丟棄前面的逗號，這樣，下列代碼：

pr_debug（“success！

”）

會被正確地擴展為：

printk（“success！

”）

而不是：

printk（“success！

”，）

6.標號元素

標準C要求數組或結構體的初始化值必須以固定的順序出現，在GNU C中，通過指定索引或結構體成員名，允許 初始化值以任意順序出現。

指定數組索引的方法是在初始化值前添加“［INDEX］=”，當然也可以用“［FIRST.。.LAST］=”的形式指定一個范圍。例如，下面的代碼定義了一個數組，并把其中的所有元素賦值為0：

unsigned char data［MAX］ = { ［0 。。。 MAX-1］ = 0 };

下面的代碼借助結構體成員名初始化結構體：

struct file_operations ext2_file_operations = {

llseek： generic_file_llseek，

read： generic_file_read，

write： generic_file_write，

ioctl： ext2_ioctl，

mmap： generic_file_mmap，

open： generic_file_open，

release： ext2_release_file，

fsync： ext2_sync_file，

};

但是，Linux 2.6推薦類似的代碼應該盡量采用標準C的方式：

struct file_operations ext2_file_operations = {

.llseek = generic_file_llseek，

.read = generic_file_read，

.write = generic_file_write，

.aio_read = generic_file_aio_read，

.aio_write = generic_file_aio_write，

.ioct = ext2_ioctl，

.mmap = generic_file_mmap，

.open = generic_file_open，

.release = ext2_release_file，

.fsync = ext2_sync_file，

.readv = generic_file_readv，

.writev = generic_file_writev，

.sendfile = generic_file_sendfile，

};

7.當前函數名

GNU C預定義了兩個標識符保存當前函數的名字，__FUNCTION__保存函數在源碼中的名字，__PRETTY_FUNCTION__保存帶語言特色的名字。在C函數中，這兩個名字是相同的。

void example（）

{

printf（“This is function：%s”， __FUNCTION__）;

}

代碼中的__FUNCTION__意味著字符串“example”。C99已經支持__func__宏，因此建議在Linux編程中不再使用__FUNCTION__，而轉而使用__func__：

void example（void）

{

printf（“This is function：%s”， __func__）;

}

8.特殊屬性聲明

GNU C允許聲明函數、變量和類型的特殊屬性，以便手動優化代碼和定制代碼檢查的方法。要指定一個聲明的 屬性，只需要在聲明后添加__attribute__（（ATTRIBUTE））。其中ATTRIBUTE為屬性說明，如果存在多個屬 性，則以逗號分隔。GNU C支持noreturn、format、section、aligned、packed等十多個屬性。

noreturn屬性作用于函數，表示該函數從不返回。這會讓編譯器優化代碼，并消除不必要的警告信息。例如：

# define ATTRIB_NORET __attribute__（（noreturn）） 。。。。 asmlinkage NORET_TYPE void do_exit（long error_code） ATTRIB_NORET;

format屬性也用于函數，表示該函數使用printf、scanf或strftime風格的參數，指定format屬性可以讓編譯器根據格 式串檢查參數類型。例如：

asmlinkage int printk（const char * fmt， 。。。） __attribute__ （（format （printf， 1， 2）））;

上述代碼中的第1個參數是格式串，從第2個參數開始都會根據printf（）函數的格式串規則檢查參數。

unused屬性作用于函數和變量，表示該函數或變量可能不會用到，這個屬性可以避免編譯器產生警告信息。

aligned屬性用于變量、結構體或聯合體，指定變量、結構體或聯合體的對齊方式，以字節為單位，例如：

struct example_struct {

char a;

int b;

long c;

} __attribute__（（aligned（4）））;

表示該結構類型的變量以4字節對齊。

packed屬性作用于變量和類型，用于變量或結構體成員時表示使用最小可能的對齊，用于枚舉、結構體或聯合體類型時表示該類型使用最小的內存。例如：

struct example_struct {

char a;

int b;

long c __attribute__（（packed））;

};

編譯器對結構體成員及變量對齊的目的是為了更快地訪問結構體成員及變量占據的內存。例如，對 于一個32位的整型變量，若以4字節方式存放（即低兩位地址為00），則CPU在一個總線周期內就可以讀取32 位；否則，CPU需要兩個總線周期才能讀取32位。

9.內建函數

GNU C提供了大量內建函數，其中大部分是標準C庫函數的GNU C編譯器內建版本，例如memcpy（）等，它們與對應的標準C庫函數功能相同。

不屬于庫函數的其他內建函數的命名通常以__builtin開始，如下所示。

內建函數__builtin_return_address（LEVEL）返回當前函數或其調用者的返回地址，參數LEVEL指定調用棧的級數，如0表示當前函數的返回地址，1表示當前函數的調用者的返回地址。

內建函數__builtin_constant_p（EXP）用于判斷一個值是否為編譯時常數，如果參數EXP的值是常數，函數返回1，否則返回0。例如，下面的代碼可檢測第1個參數是否為編譯時常數以確定采用參數版本還是非參數版本：

#define test_bit（nr，addr）

（__builtin_constant_p（nr）

constant_test_bit（（nr），（addr）） ：

variable_test_bit（（nr），（addr）））

內建函數__builtin_expect（EXP，C）用于為編譯器提供分支預測信息，其返回值是整數表達式EXP的值，C的 值必須是編譯時常數。

Linux內核編程時常用的likely（）和unlikely（）底層調用的likely_notrace（）、unlikely_notrace（）就是基于 __builtin_expect（EXP，C）實現的。

#define likely_notrace（x） __builtin_expect（！！（x）， 1） #define unlikely_notrace（x） __builtin_expect（！！（x）， 0）

若代碼中出現分支，則即可能中斷流水線，我們可以通過likely（）和unlikely（）暗示分支容易成立還是不容易 成立，例如：

if （likely（！IN_DEV_ROUTE_LOCALNET（in_dev）））

if （ipv4_is_loopback（saddr））

goto e_inval;

在使用gcc編譯C程序的時候，如果使用“-ansi–pedantic”編譯選項，則會告訴編譯器不使用GNU擴展語法。例如對 于如下C程序test.c：

struct var_data {

int len;

char data［0］;

};

struct var_data a;

直接編譯可以通過：

gcc -c test.c

如果使用“-ansi–pedantic”編譯選項，編譯會報警：

gcc -ansi -pedantic -c test.c

test.c:3： warning： ISO C forbids zero-size array ‘data’

編輯：jq