__attribute__详解
GNU C的⼀⼤特⾊(却不被初学者所知)就是__attribute__机制。__attribute__可以设置函数属性(Function Attribute)、变量属性(Variable Attribute)和类型属性(Type Attribute)。
__attribute__书写特征是:__attribute__前后都有两个下划线,并切后⾯会紧跟⼀对原括弧,括弧⾥⾯是相应的__attribute__参数。
__attribute__语法格式为:
__attribute__ ((attribute-list))
其位置约束为:
放于声明的尾部“;”之前。
函数属性(Function Attribute)
函数属性可以帮助开发者把⼀些特性添加到函数声明中,从⽽可以使编译器在错误检查⽅⾯的功能更强⼤。__attribute__机制也很容易同⾮GNU应⽤程序做到兼容之功效。
GNU CC需要使⽤ –Wall编译器来击活该功能,这是控制警告信息的⼀个很好的⽅式。下⾯介绍⼏个常见的属性参数。
__attribute__ format
该__attribute__属性可以给被声明的函数加上类似printf或者scanf的特征,它可以使编译器检查函数声明和函数实际调⽤参数之间的格式化字符串是否匹配。该功能⼗分有⽤,尤其是处理⼀些很难发现的bug。
format的语法格式为:
format (archetype, string-index, first-to-check)
format属性告诉编译器,按照printf, scanf,
strftime或strfmon的参数表格式规则对该函数的参数进⾏检查。“archetype”指定是哪种风格;“string-index”指定传⼊函数的第⼏个参数是格式化字符串;“first-to-check”指定从函数的第⼏个参数开始按上述规则进⾏检查。
具体使⽤格式如下:
__attribute__((format(printf,m,n)))
__attribute__((format(scanf,m,n)))
老虎拉车其中参数m与n的含义为:
m:第⼏个参数为格式化字符串(format string);
n:参数集合中的第⼀个,即参数“…”⾥的第⼀个参数在函数参数总数排在第⼏,注意,有时函数参数⾥还有“隐⾝”的呢,后⾯会提到;
在使⽤上,__attribute__((format(printf,m,n)))是常⽤的,⽽另⼀种却很少见到。下⾯举例说明,其中myprint为⾃⼰定义的⼀个带有可变参数的函数,其功能类似于printf:
//m=1;n=2
extern void myprint(const char *format,...) __attribute__((format(printf,1,2)));
//m=2;n=3
extern void myprint(int l,const char *format,...)
__attribute__((format(printf,2,3)));
需要特别注意的是,如果myprint是⼀个函数的成员函数,那么m和n的值可有点“悬乎”了,例如:
//m=3;n=4
extern void myprint(int l,const char *format,...)
__attribute__((format(printf,3,4)));
其原因是,类成员函数的第⼀个参数实际上⼀个“隐⾝”的“this”指针。(有点C++基础的都知道点this指针,不知道你在这⾥还知道吗?)
这⾥给出测试⽤例:attribute.c,代码如下:
1:
2:extern void myprint(const char *format,...)
尽的反义词__attribute__((format(printf,1,2)));
3:
4:void test()
5:{
6: myprint("i=%d/n",6);
7: myprint("i=%s/n",6);
8: myprint("i=%s/n","abc");
9: myprint("%s,%d,%d/n",1,2);
10:}
运⾏$gcc –Wall –c attribute.c attribute后,输出结果为:
attribute.c: In function `test':
attribute.c:7: warning: format argument is not a pointer (arg 2)
attribute.c:9: warning: format argument is not a pointer (arg 2)
attribute.c:9: warning: too few arguments for format
怎样记单词
如果在attribute.c中的函数声明去掉__attribute__((format(printf,1,2))),再重新编译,既运⾏$gcc –Wall –c attribute.c attribute后,则并不会输出任何警告信息。
注意,默认情况下,编译器是能识别类似printf的“标准”库函数。
__attribute__ noreturn
该属性通知编译器函数从不返回值,当遇到类似函数需要返回值⽽却不可能运⾏到返回值处就已经退出来的情况,该属性可以避免出现错误信息。C库函数中的abort()和exit()的声明格式就采⽤了这种格式,如下所⽰:
extern void exit(int) __attribute__((noreturn));extern void abort(void) __attribute__((noreturn)); 为了⽅便理解,⼤家可以参考如下的例⼦:
//name: noreturn.c ;测试__attribute__((noreturn))
extern void myexit();
int test(int n)
{
if ( n > 0 )
{
myexit();皮球鱼
/* 程序不可能到达这⾥*/
}
el
return 0;
}
编译显⽰的输出信息为:
$gcc –Wall –c noreturn.c
noreturn.c: In function `test':
noreturn.c:12: warning: control reaches end of non-void function
警告信息也很好理解,因为你定义了⼀个有返回值的函数test却有可能没有返回值,程序当然不知道怎么办了!
加上__attribute__((noreturn))则可以很好的处理类似这种问题。把
extern void myexit();修改为:
extern void myexit() __attribute__((noreturn));之后,编译不会再出现警告信息。
__attribute__ const
该属性只能⽤于带有数值类型参数的函数上。当重复调⽤带有数值参数的函数时,由于返回值是相同的,所以此时编译器可以进⾏优化处理,除第⼀次需要运算外,其它只需要返回第⼀次的结果就可以了,进⽽可以提⾼效率。该属性主要适⽤于没有静态状态(static state)和副作⽤的⼀些函数,并且返回值仅仅依赖输⼊的参数。
为了说明问题,下⾯举个⾮常“糟糕”的例⼦,该例⼦将重复调⽤⼀个带有相同参数值的函数,具体如下:
extern int square(int n) __attribute__ ((const));... for (i = 0; i < 100; i++ ) { total += square (5) + i; }
通过添加__attribute__((const))声明,编译器只调⽤了函数⼀次,以后只是直接得到了相同的⼀个返回值。
钦佩的意思
事实上,const参数不能⽤在带有指针类型参数的函数中,因为该属性不但影响函数的参数值,同样也影响到了参数指向的数据,它可能会对代码本⾝产⽣严重甚⾄是不可恢复的严重后果。
并且,带有该属性的函数不能有任何副作⽤或者是静态的状态,所以,类似getchar()或time()的函数是不适合使⽤该属性的。
-finstrument-functions
该参数可以使程序在编译时,在函数的⼊⼝和出⼝处⽣成instrumentation调⽤。恰好在函数⼊⼝之后并恰好在函数出⼝之前,将使⽤当前函数的地址和调⽤地址来调⽤下⾯的
函数。(在⼀些平台上,__builtin_return_address不能在超过当前函数范围之外正常⼯作,所以调⽤地址信息可能对profiling函数是⽆效的。)
void __cyg_profile_func_enter(void *this_fn, void *call_site);
春节联欢会void __cyg_profile_func_exit(void *this_fn, void *call_site);
其中,第⼀个参数this_fn是当前函数的起始地址,可在符号表中找到;第⼆个参数call_site是指调⽤处地址。
instrumentation
也可⽤于在其它函数中展开的内联函数。从概念上来说,profiling调⽤将指出在哪⾥进⼊和退出内联函数。这就意味着这种函数必须具有可寻址形式。如果函数包含内联,⽽所有使⽤到该函数的程序都要把该内联展开,这会额外地增加代码长度。如果要在C 代码中使⽤extern inline声明,必须提供这种函数的可寻址形式。
可对函数指定no_instrument_function属性,在这种情况下不会进⾏ Instrumentation操作。例如,可以在以下情况下使⽤no_instrument_function属性:上⾯列出的profiling函数、⾼优先级的中断例程以及任何不能保证profiling正常调⽤的函数。
no_instrument_function
如果使⽤了-finstrument-functions甲亢是什么病
,将在绝⼤多数⽤户编译的函数的⼊⼝和出⼝点调⽤profiling函数。使⽤该属性,将不进⾏instrument操作。
constructor/destructor
若函数被设定为constructor属性,则该函数会在main()函数执⾏之前被⾃动的执⾏。类似的,若函数被设定为destructor属性,则该函数会在main()函数执⾏之后或者exit()被调⽤后被⾃动的执⾏。拥有此类属性的函数经常隐式的⽤在程序的初始化数据⽅⾯。
这两个属性还没有在⾯向对象C中实现。
同时使⽤多个属性
可以在同⼀个函数声明⾥使⽤多个__attribute__,并且实际应⽤中这种情况是⼗分常见的。使⽤⽅式上,你可以选择两个单独的__attribute__,或者把它们写在⼀起,可以参考下⾯的例⼦:
/
* 把类似printf的消息传递给stderr 并退出 */extern void die(const char *format, ...) __attribute__((noreturn))
__attribute__((format(printf, 1, 2))); 或者写成 extern void die(const char *format, ...) __attribute__((noreturn, format(printf, 1, 2))); 如果带有该属性的⾃定义函数追加到库的头⽂件⾥,那么所以调⽤该函数的程序都要做相应的检查。
和⾮GNU编译器的兼容性
庆幸的是,__attribute__设计的⾮常巧妙,很容易作到和其它编译器保持兼容,也就是说,如果⼯作在其它的⾮GNU编译器上,可以很容易的忽略该属性。即使__attribute__使⽤了多个参数,也可以很容易的使⽤⼀对圆括弧进⾏处理,例如:
/* 如果使⽤的是⾮GNU C, 那么就忽略__attribute__ */#ifndef __GNUC__# define __attribute__(x) /*NOTHING*/#endif
需要说明的是,__attribute__适⽤于函数的声明⽽不是函数的定义。所以,当需要使⽤该属性的函数时,必须在同⼀个⽂件⾥进⾏声明,例如:
/* 函数声明 */void die(const char *format, ...) __attribute__((noreturn)) __attrib
ute__((format(printf,1,2))); void die(const char *format, ...){ /* 函数定义 */} 更多的属性含义参考:变量属性(Variable Attributes)
关键字__attribute__也可以对变量(variable)或结构体成员(structure
field)进⾏属性设置。这⾥给出⼏个常⽤的参数的解释,更多的参数可参考本⽂给出的连接。
在使⽤__attribute__参数时,你也可以在参数的前后都加上“__”(两个下划线),例如,使⽤__aligned__⽽不是aligned,这样,你就可以在相应的头⽂件⾥使⽤它⽽不⽤关⼼头⽂件⾥是否有重名的宏定义。
aligned (alignment)
该属性规定变量或结构体成员的最⼩的对齐格式,以字节为单位。例如:
int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0; 编译器将以16字节(注意是字节byte不是位bit)对齐的⽅式分配⼀个变量。也可以对结构体成员变量设置该属性,例如,创建⼀个双字对齐的int对,可以这么写:
struct foo { int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); }; 如上所述,你可以⼿动指定对齐的格式,同样,你也可以使⽤默认的对齐⽅式。如果aligned后⾯不紧跟⼀个指定的数字值,那么编译器将依据你的⽬标机器情况使⽤最⼤最有益的对齐⽅式。例如:
short array[3] __attribute__ ((aligned)); 选择针对⽬标机器最⼤的对齐⽅式,可以提⾼拷贝操作的效率。
aligned属性使被设置的对象占⽤更多的空间,相反的,使⽤packed可以减⼩对象占⽤的空间。
需要注意的是,attribute属性的效⼒与你的连接器也有关,如果你的连接器最⼤只⽀持16字节对齐,那么你此时定义32字节对齐也是⽆济于事的。
使⽤该属性可以使得变量或者结构体成员使⽤最⼩的对齐⽅式,即对变量是⼀字节对齐,对域(field)是位对齐。
下⾯的例⼦中,x成员变量使⽤了该属性,则其值将紧放置在a的后⾯:
struct test { char a; int x[2] __attribute__ ((packed)); }; 其它可选的属性值还可以是:
cleanup,common,nocommon,deprecated,mode,ction,shared,
tls_model,transparent_union,unud,vector_size,weak,dllimport,dlexport等,
详细信息可参考:
类型属性(Type Attribute)
关键字__attribute__也可以对结构体(struct)或共⽤体(union)进⾏属性设置。⼤致有六个参数值可以被设定,即:aligned,
packed, transparent_union, unud, deprecated 和 may_alias。
在使⽤__attribute__参数时,你也可以在参数的前后都加上“__”(两个下划线),例如,使⽤__aligned__⽽不是aligned,这样,你就可以在相应的头⽂件⾥使⽤它⽽不⽤关⼼头⽂件⾥是否有重名的宏定义。
aligned (alignment)
该属性设定⼀个指定⼤⼩的对齐格式(以字节为单位),例如:
struct S { short f[3]; } __attribute__ ((aligned (8)));
typedef int more_aligned_int __attribute__ ((aligned (8)));
该声明将强制编译器确保(尽它所能)变量类型为struct S或者more-aligned-int的变量在分配空间时采⽤8字节对齐⽅式。
如上所述,你可以⼿动指定对齐的格式,同样,你也可以使⽤默认的对齐⽅式。如果aligned后⾯不紧跟⼀个指定的数字值,那么编译器将依据你的⽬标机器情况使⽤最⼤最有益的对齐⽅式。例如:
struct S { short f[3]; } __attribute__ ((aligned));
这⾥,如果sizeof(short)的⼤⼩为2(byte),那么,S的⼤⼩就为6。取⼀个2的次⽅值,使得该值⼤于等于6,则该值为8,所以编译器将设置S类型的对齐⽅式为8字节。
aligned属性使被设置的对象占⽤更多的空间,相反的,使⽤packed可以减⼩对象占⽤的空间。
需要注意的是,attribute属性的效⼒与你的连接器也有关,如果你的连接器最⼤只⽀持16字节对齐,那么你此时定义32字节对齐也是⽆济于事的。
packed伯牙摔琴
使⽤该属性对struct或者union类型进⾏定义,设定其类型的每⼀个变量的内存约束。当⽤在enum类型定义时,暗⽰了应该使⽤最⼩完整的类型(it indicates that the smallest integral type should be ud)。
下⾯的例⼦中,my-packed-struct类型的变量数组中的值将会紧紧的靠在⼀起,但内部的成员变量s不会被“pack”,如果希望内部的成员变量也被packed的
话,my-unpacked-struct也需要使⽤packed进⾏相应的约束。
struct my_unpacked_struct
{
char c;
int i;
};
struct my_packed_struct
{
char c;
int i;
struct my_unpacked_struct s;
}__attribute__ ((__packed__));
其它属性的含义见:
变量属性与类型属性举例
下⾯的例⼦中使⽤__attribute__属性定义了⼀些结构体及其变量,并给出了输出结果和对结果的分析。
程序代码为:
{
int a;
char b;
char c;
}__attribute__((aligned(4))) pp;
struct q
{
int a;
char b;
struct n qn;
char c;
}__attribute__((aligned(8))) qq;
int main()
{
printf("sizeof(int)=%d,sizeof(short)=%d.sizeof(char)=%d/n",sizeof(int),sizeof(short),sizeof(char));
printf("pp=%d,qq=%d /n", sizeof(pp),sizeof(qq));
return 0;
}
输出结果:
sizeof(int)=4,sizeof(short)=2.sizeof(char)=1
pp=8,qq=24
分析:
sizeof(pp):
sizeof(a)+ sizeof(b)+ sizeof(c)=4+1+1=6<23=8= sizeof(pp)
sizeof(qq):
sizeof(a)+ sizeof(b)=4+1=5
sizeof(qn)=8;即qn是采⽤8字节对齐的,所以要在a,b后⾯添3个空余字节,然后才能存储qn,
4+1+(3)+8+1=17
因为qq采⽤的对齐是8字节对齐,所以qq的⼤⼩必定是8的整数倍,即qq的⼤⼩是⼀个⽐17⼤⼜是8的倍数的⼀个最⼩值,由此得到17<24+8=24= sizeof(qq)
更详细的介绍见:
下⾯是⼀些便捷的连接:GCC 4.0 Function Attributes;GCC 4.0 Variable Attributes ;GCC 4.0 Type
Attributes ;GCC 3.2 Function Attributes ;GCC 3.2 Variable Attributes ;GCC 3.2
Type Attributes ;GCC 3.1 Function Attributes ;GCC 3.1 Variable Attributes
Reference:
1.有关__attribute__的相对简单的介绍:
2.__attribute__详细介绍:
6.7 C++-Specific Variable, Function, and Type Attributes
Some attributes only make n for C++ programs.
init_priority ( priority )