gcc核心擴展

　　GNU C 允許聲明函數、變數和類型的特殊屬性，以便手工的代碼優化和更仔細的代碼檢查。要指定一個聲明的屬性，在聲明后寫
__attribute__ (( ATTRIBUTE ))

　　其中 ATTRIBUTE 是屬性說明，多個屬性以逗號分隔。GNU C 支持十幾個屬性，這裡介紹最常用的：

　　 * noreturn

　　屬性 noreturn 用於函數，表示該函數從不返回。這可以讓編譯器生成稍微優化的代碼，最重要的是可以消除不必要的警告信息比如未初使化的變數。例如：

++++ include/linux/kernel.h
47: # define ATTRIB_NORET __attribute__((noreturn)) ....
61: asmlinkage NORET_TYPE void do_exit(long error_code)
ATTRIB_NORET;

　　* format (ARCHETYPE, STRING-INDEX, FIRST-TO-CHECK)

　　屬性 format 用於函數，表示該函數使用 printf, scanf 或 strftime 風格的參數，使用這類函數最容易犯的錯誤是格式串與參數不匹配，指定 format 屬性可以讓編譯器根據格式串檢查參數類型。例如：

++++ include/linux/kernel.h?
89: asmlinkage int printk(const char * fmt, ...)
90: __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));

　　表示第一個參數是格式串，從第二個參數起根據格式串檢查參數。

　　* unused

　　屬性 unused 用於函數和變數，表示該函數或變數可能不使用，這個屬性可以避免編譯器產生警告信息。

　　* section ("section-name")

　　屬性 section 用於函數和變數，通常編譯器將函數放在 .text 節，變數放在.data 或 .bss 節，使用 section 屬性，可以讓編譯器將函數或變數放在指定的節中。例如：

++++ include/linux/init.h
78: #define __init __attribute__ ((__section__ (".text.init")))
79: #define __exit __attribute__ ((unused, __section__(".text.exit")))
80: #define __initdata __attribute__ ((__section__ (".data.init")))
81: #define __exitdata __attribute__ ((unused, __section__ (".data.exit")))
82: #define __initsetup __attribute__ ((unused,__section__ (".setup.init")))
83: #define __init_call __attribute__ ((unused,__section__ (".initcall.init")))
84: #define __exit_call __attribute__ ((unused,__section__ (".exitcall.exit")))

　　連接器可以把相同節的代碼或數據安排在一起，Linux 內核很喜歡使用這種技術，例如系統的初始化代碼被安排在單獨的一個節，在初始化結束后就可以釋放這部分內存。

　　* aligned (ALIGNMENT)

　　屬性 aligned 用於變數、結構或聯合類型，指定變數、結構域、結構或聯合的對齊量，以位元組為單位，例如：

++++ include/asm-i386/processor.h
294: struct i387_fxsave_struct {
295: unsigned short cwd;
296: unsigned short swd;
297: unsigned short twd;
298: unsigned short fop;
299: long fip;
300: long fcs;
301: long foo;
......
308: } __attribute__ ((aligned (16)));

　　表示該結構類型的變數以 16 位元組對齊。通常編譯器會選擇合適的對齊量，顯示指定對齊通常是由於體系限制、優化等原因。

　　* packed

　　屬性 packed 用於變數和類型，用於變數或結構域時表示使用最小可能的對齊，用於枚舉、結構或聯合類型時表示該類型使用最小的內存。例如：

++++ include/asm-i386/desc.h
51: struct Xgt_desc_struct {
52: unsigned short size;
53: unsigned long address __attribute__((packed));
54: };

　　域 address 將緊接著 size 分配。屬性 packed 的用途大多是定義硬體相關的結構，使元素之間沒有因對齊而造成的空洞。

　　當前函數名

　　GNU CC 預定義了兩個標誌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，在 C++ 函數中，__PRETTY_FUNCTION__ 包括函數返回類型等額外信息，Linux 內核只使用了 __FUNCTION__。

++++ fs/ext2/super.c
98: void ext2_update_dynamic_rev(struct super_block *sb)
99: {
100: struct ext2_super_block *es = EXT2_SB(sb)->s_es;
101:
102: if (le32_to_cpu(es->s_rev_level) > EXT2_GOOD_OLD_REV)
103: return;
104:
105: ext2_warning(sb, __FUNCTION__,
106: "updating to rev %d because of new feature flag, "
107: "running e2fsck is recommended",
108: EXT2_DYNAMIC_REV);

　　這裡 __FUNCTION__ 將被替換為字元串 "ext2_update_dynamic_rev"。雖然__FUNCTION__ 看起來類似於標準 C 中的 __FILE__，但實際上 __FUNCTION__是被編譯器替換的，不象 __FILE__ 被預處理器替換。

內建函數

　　GNU C 提供了大量的內建函數，其中很多是標準 C 庫函數的內建版本，例如memcpy，它們與對應的 C 庫函數功能相同，本文不討論這類函數，其他內建函數的名字通常以 __builtin 開始。

　　* __builtin_return_address (LEVEL)

　　內建函數 __builtin_return_address 返回當前函數或其調用者的返回地址，參數LEVEL 指定在棧上搜索框架的個數，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，依此類推。例如：

++++ kernel/sched.c
437: printk(KERN_ERR "schedule_timeout: wrong timeout "
438: "value %lx from %p\n", timeout,
439: __builtin_return_address(0));

　　* __builtin_constant_p(EXP)

　　內建函數 __builtin_constant_p 用於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：

++++ include/asm-i386/bitops.h
249: #define test_bit(nr,addr) \
250: (__builtin_constant_p(nr) ? \
251: constant_test_bit((nr),(addr)) : \
252: variable_test_bit((nr),(addr)))

　　很多計算或操作在參數為常數時有更優化的實現，在 GNU C 中用上面的方法可以根據參數是否為常數，只編譯常數版本或非常數版本，這樣既不失通用性，又能在參數是常數時編譯出最優化的代碼。

　　* __builtin_expect(EXP, C)

　　內建函數 __builtin_expect 用於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。例如：

++++ include/linux/compiler.h
13: #define likely(x) __builtin_expect((x),1)
14: #define unlikely(x) __builtin_expect((x),0)
++++ kernel/sched.c
564: if (unlikely(in_interrupt())) {
565: printk("Scheduling in interrupt\n");
566: BUG();
567: }

　　這個內建函數的語義是 EXP 的預期值是 C，編譯器可以根據這個信息適當地重排語句塊的順序，使程序在預期的情況下有更高的執行效率。上面的例子表示處於中斷上下文是很少發生的，第 565-566 行的目標碼可能會放在較遠的位置，以保證經常執行的目標碼更緊湊。

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