Linux 内核中的 GCC 特性

本网站用的阿里云ECS,推荐大家用。自己搞个学习研究也不错
    Linux?  内核使用 GNU Compiler Collection (GCC) 套件的几个特殊功能。这些功能包括提供快捷方式和简化以及向编译器提供优化提示等等。了解这些特殊的 GCC 特性,学习如何在 Linux 内核中使用它们。
    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:

    International Organization for Standardization (ISO) 最初的 C 语言标准(ISO C89 或 C90)
    ●带修正 1 的 ISO C90
    ●当前的 ISO C99(这是 GCC 使用的默认标准,本文也假设采用这种标准)
    ●注意:本文假设使用 ISO C99 标准。如果指定比 ISO C99 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(见 参考资料 中的链接)。

  

 可应用的版本

本文主要关注在 2.6.27.1 Linux 内核和 GCC 的 4.3.2 版本中使用 GCC 扩展。每个 C 扩展引用 Linux 内核源代码中的一个文件,可以在其中找到示例。

    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。Linux 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 … 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_LOCK_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 ISO C99 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_b

未经允许不得转载:演道网 » Linux 内核中的 GCC 特性

赞 (0)
分享到:更多 ()

评论 0

评论前必须登录!

登陆 注册
© 2018 演道网   本站主题由 themebetter 提供   网站地图 QQ群250329766 京ICP备16029834号