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為了方便使用，GNU C在標準C語言的基礎上進行了部分方便開發的擴展。

這里講解一些開發中可能會用到的，或者使用頻率比較高的內容。

零長度數組和變量長度數組

GNU C 允許使用零長度數組，比如：

char data[0];

GNU C 允許使用一個變量定義數組的長度如：

int n=0;
scanf("%d",&n);
int array[n];

case 范圍

GNU C支持 case x...y這樣的語法，[x,y]之間數均滿足條件。

case 'a'...'z':  /*from 'a' to 'z'*/
break;

語句表達式

GNU C 把包含在括號中的復合語句看作是一個表達式，稱為語句表達式。

 #define min_t(type,x,y)
         ({type __x=(x); type __y=(y);__x<__y?__x:__y;})

這種寫法可以避免：

 #define min_t(x,y) ((x)<(y)?(x):(y))

在min_t(x++,++y)中出現的副作用。

typeof 關鍵字

typeof(x)可以獲得x的類型借助typeof關鍵字我們可以重新定義min_t：

#define min_t(x,y)
    ({typeof(x) __x=(x); typeof(y) __y=(y);__x<__y?__x:__y;})

可變參數宏

GNU C中宏也支持可變參數：

#define pr_debug(fmt,arg...) 
        printk(fmt,##arg)

這里，如果可變參數被忽略或為空，“##”操作將使預處理器去掉它前面的那個逗號。如果你在宏調用時，確實提供了一些可變參數，GNU C也會工作正常，它會把這些可變參數放到逗號的后面。

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，允許初始化以任意順序出現。

unsigned char data[MAX] =
{
         [0]=10,
         [10]=100,
};


struct file_operations ext2_file_operations=
{
        open:ext2_open,
        close:ext2_close,
};

在linux 2.6中推薦如下方式：

struct file_operations ext2_file_operations=
{
     .read=ext2_read,
     .write=ext2_write,
};

當前函數名

GNU C中預定義兩個標志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 func_example()
{
     printf("the function name is %s",__FUNCTION__);
}

在C99中支持__ func __ 宏，因此建議使用 __ func __ 替代 __ FUNCTION __ 。

特殊屬性聲明

GNU C 允許聲明函數、變量和類型的特殊屬性，以便進行手工的代碼優化和定制。如果要指定一個屬性聲明，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，noinline， always_inline， pure， const， nothrow， format， format_arg， no_instrument_function， section， constructor， destructor， used， unused， deprecated， weak， malloc， alias warn_unused_result nonnull等十個屬性。

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;

packed屬性作用于變量和類型，用于變量或結構域時，表示使用最小可能的對齊，用于枚舉、結構或聯合類型時表示該類型使用最小的內存。如對于結構體，就是它告訴編譯器取消結構在編譯過程中的優化對齊，按照實際占用字節數進行對齊。例如：

struct example_struct
{
         char a;
         int b;
         long c;
} __attribute__((packed));

regparm屬性用于指定最多可以使用n個寄存器（eax, edx, ecx）傳遞參數，n的范圍是0~3，超過n時則將參數壓入棧中（n=0表示不用寄存器傳遞參數）。

注意：以上這些屬性都是在X86處理器體系結構下的，在X64體系結構下，大部分內容都是同樣有效的。但是，這里要注意regparm屬性，由于在X64體系結構下，GUN C的默認調用約定使用寄存器傳遞參數。所以，如果regparm屬性里使用的寄存器個數超過3個，也仍然會使用其他寄存器來傳遞參數。這一點要遵循X64體系結構的調用約定。

下面可以看一個例子：

int q = 0x5a;
int t1 = 1;
int t2 = 2;
int t3 = 3;
int t4 = 4;
#define REGPARM3 __attribute((regparm(3)))
#define REGPARM0 __attribute((regparm(0)))
void REGPARM0 p1(int a)
{
     q = a + 1;
}


void REGPARM3 p2(int a, int b, int c, int d)
{
     q = a + b + c + d + 1;
}


int main()
{
    p1(t1);
    p2(t1,t2,t3,t4);
    return 0;
}

使用objdump命令反匯編，相關命令如下：

objdump -D 可執行程序

其中-D選項用于反匯編所有的程序段，包括：代碼段、數據段、只讀數據段以及一些系統段等等。而-d命令只反匯編代碼段的內容。

反匯編后的關鍵代碼如下：

Disassembly of section .text:
0000000000400474 :
  400474:    55                       push   %rbp
  400475:    48 89 e5                 mov    %rsp,%rbp
  400478:    89 7d fc                 mov    %edi,-0x4(%rbp)
  40047b:    8b 45 fc                 mov    -0x4(%rbp),%eax
  40047e:    83 c0 01                 add    $0x1,%eax
  400481:    89 05 3d 04 20 00        mov    %eax,0x20043d(%rip)        # 6008c4 
  400487:    c9                       leaveq 
  400488:    c3                       retq   


0000000000400489 :
  400489:    55                       push   %rbp
  40048a:    48 89 e5                 mov    %rsp,%rbp
  40048d:    89 7d fc                 mov    %edi,-0x4(%rbp)
  400490:    89 75 f8                 mov    %esi,-0x8(%rbp)
  400493:    89 55 f4                 mov    %edx,-0xc(%rbp)
  400496:    89 4d f0                 mov    %ecx,-0x10(%rbp)
  400499:    8b 45 f8                 mov    -0x8(%rbp),%eax
  40049c:    8b 55 fc                 mov    -0x4(%rbp),%edx
  40049f:    8d 04 02                 lea    (%rdx,%rax,1),%eax
  4004a2:    03 45 f4                 add    -0xc(%rbp),%eax
  4004a5:    03 45 f0                 add    -0x10(%rbp),%eax
  4004a8:    83 c0 01                 add    $0x1,%eax
  4004ab:    89 05 13 04 20 00        mov    %eax,0x200413(%rip)        # 6008c4 
  4004b1:    c9                       leaveq 
  4004b2:    c3                       retq   


00000000004004b3 :
  4004b3:    55                       push   %rbp
  4004b4:    48 89 e5                 mov    %rsp,%rbp
  4004b7:    53                       push   %rbx
  4004b8:    8b 05 0a 04 20 00        mov    0x20040a(%rip),%eax        # 6008c8 
  4004be:    89 c7                    mov    %eax,%edi
  4004c0:    e8 af ff ff ff           callq  400474 
  4004c5:    8b 0d 09 04 20 00        mov    0x200409(%rip),%ecx        # 6008d4 
  4004cb:    8b 15 ff 03 20 00        mov    0x2003ff(%rip),%edx        # 6008d0 
  4004d1:    8b 1d f5 03 20 00        mov    0x2003f5(%rip),%ebx        # 6008cc 
  4004d7:    8b 05 eb 03 20 00        mov    0x2003eb(%rip),%eax        # 6008c8 
  4004dd:    89 de                    mov    %ebx,%esi
  4004df:    89 c7                    mov    %eax,%edi
  4004e1:    e8 a3 ff ff ff           callq  400489 
  4004e6:    b8 00 00 00 00           mov    $0x0,%eax
  4004eb:    5b                       pop    %rbx
  4004ec:    c9                       leaveq 
  4004ed:    c3                       retq   
  4004ee:    90                       nop
  4004ef:    90                       nop


Disassembly of section .data:
00000000006008c0 <__data_start>:
  6008c0:    00 00                    add    %al,(%rax)
    ...


00000000006008c4 :
  6008c4:    5a                       pop    %rdx
  6008c5:    00 00                    add    %al,(%rax)
    ...


00000000006008c8 :
  6008c8:    01 00                    add    %eax,(%rax)
    ...


00000000006008cc :
  6008cc:    02 00                    add    (%rax),%al
    ...


00000000006008d0 :
  6008d0:    03 00                    add    (%rax),%eax
    ...


00000000006008d4 :
  6008d4:    04 00                    add    $0x0,%al
    ...

如果讀者還記得2.2.3節中，關于GCC基于X64體系結構的調用約定的話，那就很容易可以看出，函數p1和p2都使用寄存器傳遞參數，順序就是RDI， RSI， RDX， RCX，這些細節已經跟regparm的規定完全不一致了。所以，在這里作者覺得，regparm已經不起作用了。

來源：https://my.oschina.net/LinuxDaxingxing/blog/751319

責任編輯：haq

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原文標題：你知道GNU C對C語言的擴展嗎？

文章出處：【微信號：gh_c472c2199c88，微信公眾號：嵌入式微處理器】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

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