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一、section
二、aligned
三、packed
四、format
五、weak
六、alias
七、noinline和always_inline GNU C增加了一个__attribute__关键字用来声明一个函数、变量或类型的特殊属性#xff0c;可以知道编译器在编译过程中进行特定方面的优化或代码检查。
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一、section
二、aligned
三、packed
四、format
五、weak
六、alias
七、noinline和always_inline GNU C增加了一个__attribute__关键字用来声明一个函数、变量或类型的特殊属性可以知道编译器在编译过程中进行特定方面的优化或代码检查。
目前__attribute__属性支持十几种属性声明 section、aligned、packed、format、weak....... 一、section
section属性的作用是在程序编译时将一个函数或变量放到指定的段即section中。
一个可执行文件主要由代码段、数据段、BSS段构成。除了这三个段之外可执行文件还包含其他一些段如只读数据段符号表等。在Linux系统中可以使用readelf -S命令查看一个可执行文件的各个端信息包括大小、起始地址等。
一般默认规则为
section组成代码段(.text)函数定义、程序语句数据段(.data)初始化的全局变量、初始化的静态局部变量BSS段(.bss)未初始化的全局变量、未初始化的静态局部变量使用举例
int val0 8;
int val1 __attribute__((section(.data)));
int main(void)
{return 0;
} 此时我们用readelf查看可以发现val1放在了数据段中。
二、aligned
aligned和packed是用来显式指定一个变量的存储对齐方式。aligned一般用来增大变量的地址对齐。
C语言中各种基本数据类型要按照自然边界对齐一个char型的变量按照1字节对齐一个short行的整型变量按照sizeof(short int)2字节对齐一个int型的整型变量要按sizeof(int)4字节对齐。
C语言中不仅基本数据类型要按照自然边界对齐复合数据类型也要按照各自的对其原则对齐。
结构体对齐原则如下
结构体内各成员按照各自数据类型的对齐模数对齐。结构体整体对齐方式按照最大成员的size或其size的整数倍对齐。
联合体对齐原则如下
联合体的整体大小最大成员对齐模数或对齐模数的整数倍。联合体的对齐原则按照最大成员的对齐模数对齐。
如果你想定义一个变量在内存中以8字节地址对齐就可以如下
int a __attribute__((aligned(8))); 更甚我们可以显式指定结构体内某个成员的地址对齐也可以显示指定整个结构体的对齐方式。如
struct data {char a;short b __attribute__((aligned(4)));int c;
}struct data {char a;short b;int c;
}__attribute__((aligned(16))); 需要注意的是编译器对每个基本数据类型都有默认的最大边界对齐字节数如果超过了编译器只能按照它规定的最大对齐字节数给变量分配地址。
总结通过aligned属性声明可以显示的指定变量的对齐方式简化CPU和内存RAM之间的接口和硬件设计但是也会因为边界对齐造成一定的内存空洞浪费内存资源。
三、packed
aligned和packed是用来显式指定一个变量的存储对齐方式。packed一般用来减少变量的地址对齐。指定变量或类型使用最可能小的地址对齐方式。
如
struct data {char a;short b __attribute__((packed));int c __attribute__((packed));
}struct data {char a;short b;int c;
}__attribute__((packed)); 这两种方式结构体大小都为7。对整个结构体添加packed属性和分别对每个成员添加packed属性是一样的。
在内核源码中我们经常看到aligned和packed一起使用这样既避免了结构体内各成员因地址对齐产生内存空洞又指定了整个结构体的对齐方式。
struct data {char a;short b;int c;
}__attribute__((packed,aligned(8))); 这个结构体大小为8。
四、format
format属性可以指定变参函数的参数格式检查。
例如我们实现一个自己的打印函数为了确保传入参数的格式正确性可以添加该属性。如
#include stdio.h
#include stdarg.h
/*va_list定义在编译器头文件stdarg.h中。va_start(fmt, args)根据参数args的地址获取args后面参数的地址并保存在fmt指针变量中va_end(args)释放args指针将其赋值为NULL
*/void __attribute__((format(printf,1,2))) my_printf(char a, ...)
{va_list args;va_start(args, a);vprintf(a, args);va_end(args);
}int main(void)
{int num 0;my_printf(hello world!\n, num);return 0;
}五、weak
weak属性可以将一个强符号转换为弱符号。
使用方法如下
void __attribute__((weak)) func(void);
int num __attribute__(weak); 强符号函数名初始化的全局变量名。 弱符号未初始化的全局变量名。 使用举例
int a __attribute__((weak)) 1;void f(void)
{printf(f:a %d\n, a);
}int a 4;int main(void)
{printf(main:a %d\n, a);f();return 0;
}
程序运行结果如下
main:a 4
f:a 4
六、alias
alias属性主要用来给函数定义一个别名。
void _f(void)
{printf(_f\n);
}void f() __attribute__((alias(_f)));int main(void)
{f();return 0;
}
程序运行结果如下
_f
通过alias属性声明我们给_f()函数定义了一个别名f()以后如果想要调用_f()函数则直接通过f()调用即可。
在Linux内核中我们会发现alias有时会和weak属性一起使用。特别是当有些函数随着内核版本升级函数接口发生了变化我们可以通过alias属性对这个旧的接口名字进行封装重新起一个接口名字。
//f.c
void _f(void)
{printf(_f()\n);
}void f() __attribute__((weak, alias(_f)));//main.c
void __attribute__((weak)) f(void);
void f(void)
{printf(f()\n);
}
int main(void)
{f();return 0;
}
如果我们在main.c中重新定义了f()函数那么当main()函数调用f()函数时会直接调用main.c中新定义的函数当f()函数没有被定义时则调用_f()函数。
七、noinline和always_inline
这两个属性的用途是告诉编译器在编译时对我们指定的函数内联展开或不展开。
使用方法为
static inline __attribute__((noinline)) int func();
static inline __attribute__((always_inline)) int func();
使用inline声明的函数被称为内联函数内联函数一般会有一个static或extern修饰。使用inline声明一个内联函数和使用关键字register声明一个寄存器变量一样只是建议编译器在编译时内联展开。编译器会根据实际情况函数体大小、来做决定。使用register修饰一个变量时只是建议编译器在为变量分配存储空间时将这个变量放到寄存器里使程序的运行效率更高。编译器会根据寄存器资源是否紧张这个变量的类型及是否频繁使用来做权衡。
但是我们使用noinline和always_inline对一个内联函数做显式属性声明时编译器的编译行为就变得确定了使用noinline声明就是告诉编译器不要展开使用always_inline属性声明就是告诉编译器要内联展开。
