Linux 内核中的GCC特性了解用于C语言的GCC扩展

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1、GCC和Linux是出色的组合。尽管它们是独立的软件,但是Linux完全依靠GCC在新的体系结构上运行。Linux还利用GCC中的特性(称为扩展)实现更多功能和优化。本文讨论一些重要的扩展,讲解如何在Linux内核中使用它们。  GCC当前的稳定版本(版本4.3.2)支持C标准的三个版本:  InternationalOrganizationforStandardization(ISO)最初的C语言标准(ISOC89或C90)  带修正1的ISOC90  当前的ISOC99(这是GCC使用的默认标准,本文也假设采用这种标准)  注意:

2、本文假设使用ISOC99标准。如果指定比ISOC99版本旧的标准,那么可能无法使用本文描述的一些扩展。可以在命令行上使用-std选项指定GCC使用的实际标准。可以通过GCC手册查看哪个标准版本支持哪些扩展。  可以以几种方式对可用的C扩展进行分类。本文把它们分为两大类:  功能性扩展提供新功能。  优化扩展帮助生成更高效的代码。  功能性扩展  先讨论一些扩展标准C语言的GCC扩展。  类型发现  GCC允许通过变量的引用识别类型。这种操作支持泛型编程。在C++、Ada和Java™语言等许多现代编程语言中都可以找到相似的功能。Linu

3、x使用typeof构建min和max等依赖于类型的操作。清单1演示如何使用typeof构建一个泛型宏(见./linux/include/linux/kernel.h)。    清单1.使用typeof构建一个泛型宏#define min(x, y) ({    typeof(x) _min1 = (x);    typeof(y) _min2 = (y);    (void) (&_min1 == &_min2);   _min1 < _min2 ? _min1 : _min2; }) 范围扩展  GCC支持范围,在C语言的许

4、多方面都可以使用范围。其中之一是switch/case块中的case语句。在复杂的条件结构中,通常依靠嵌套的if语句实现与清单2(见./Linux/drivers/scsi/sd.c)相同的结果,但是清单2更简洁。使用switch/case也可以通过使用跳转表实现进行编译器优化。    清单2.在case语句中使用范围    static int sd_major(int major_idx) {  switch (major_idx) {  case 0:  return SCSI_DISK0_MAJOR;  case 1 ... 

5、7:  return SCSI_DISK1_MAJOR + major_idx - 1;  case 8 ... 15:  return SCSI_DISK8_MAJOR + major_idx - 8;  default:  BUG;  return 0; /* shut up gcc */  } }   还可以使用范围进行初始化,如下所示(见./linux/arch/cris/arch-v32/kernel/smp.c)。在这个示例中,spinlock_t创建一个大小为LOCK_COUNT的数组。数组的每个元素初始化为SPIN_L

6、OCK_UNLOCKED值。/* Vector of locks used for various atomic operations */ spinlock_t cris_atomic_locks = { [0 ... LOCK_COUNT - 1] = SPIN_LOCK_UNLOCKED};   范围还支持更复杂的初始化。例如,以下代码指定数组中几个子范围的初始值。    int widths = { [0 ... 9] = 1, [10 ... 99] = 2, [100] = 3 };   零长度的数组  在C标准中,必须定

7、义至少一个数组元素。这个需求往往会使代码设计复杂化。但是,GCC支持零长度数组的概念,这对于结构定义尤其有用。这个概念与ISOC99中灵活的数组成员相似,但是使用不同的语法。下面的示例在结构的末尾声明一个没有成员的数组(见./Linux/drivers/IEee1394/raw1394-private.h)。这允许结构中的元素引用结构实例后面紧接着的内存。在需要数量可变的数组成员时,这个特性很有用。    struct iso_block_store {     atomic_t refcount;     size_t data_s

8、ize;     quadlet_t data[0]; };   判断调用地址  在许多情况下,需要判断给定函数的调用者。GCC提供用于此用途的内置函数__builtin_return_address。这个函数通常用于调

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