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Linux 上可用的 C 编译器是 GNU C 编译器，它建立在自由软件基金会的编程许可证的基础上，因此可以自由发布。GNU C对标准C进行一系列扩展，以增强标准C的功能。

1.零长度和变量长度数组

GNU C允许使用零长度数组，在定义变长对象的头结构时，这个特性非常有用。例如：

struct var_data { 
    int len; 
    char data[0]; 
};

假设struct var_data的数据域就保存在struct var_data紧接着的内存区域中，则通过如下代码可以遍历这些数据：

struct var_data s; 
... 
for (i = 0; i < s.len; i++) 
    printf("%02x", s.data[i]);

GNU C中也可以使用1个变量定义数组，例如如下代码中定义的“double x[n]”：

int main (int argc, char *argv[]) 
{ 
    int i, n = argc; 
    double x[n]; 
    for (i = 0; i < n; i++) 
        x[i] = i; 
    return 0; 
}

2.case范围

GNU C支持case x…y这样的语法，区间[x，y]中的数都会满足这个case的条件，请看下面的代码：

switch (ch) { 
case '0'... '9': c -= '0'; 
    break;
case 'a'... 'f': c -= 'a' - 10; 
    break; 
case 'A'... 'F': c -= 'A' - 10; 
    break; 
}

代码中的case'0'...'9'等价于标准C中的：

case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': 
case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':

3.语句表达式

GNU C把包含在括号中的复合语句看成是一个表达式，称为语句表达式，它可以出现在任何允许表达式的地 方。我们可以在语句表达式中使用原本只能在复合语句中使用的循环、局部变量等，例如：

#define min_t(type,x,y) \ 
( ｛ type _ _x =(x);type _ _y = (y); _ _x<_ _y _ _x: _ _y; }) 
int ia, ib, mini; 
float fa, fb, minf; 
mini = min_t(int, ia, ib); 
minf = min_t(float, fa, fb);

因为重新定义了__xx和__y这两个局部变量，所以用上述方式定义的宏将不会有副作用。在标准C中，对应的如 下宏则会产生副作用：

#define min(x,y) ((x) < (y) (x) : (y))

代码min（++ia，++ib）会展开为（（++ia）<（++ib）（++ia）：（++ib）），传入宏的“参数”增加两次。

4.typeof关键字

typeof（x）语句可以获得x的类型，因此，可以借助typeof重新定义min这个宏：

#define min(x,y) ({ \ 
const typeof(x) _x = (x); \ 
const typeof(y) _y = (y); \ 
(void) (&_x == &_y); \ 
_x < _y _x : _y; })

我们不需要像min_t（type，x，y）那个宏那样把type传入，因为通过typeof（x）、typeof（y）可以获得type。代 码行（void）（&_x==&_y）的作用是检查_x和_y的类型是否一致。

5.可变参数宏

标准C就支持可变参数函数，意味着函数的参数是不固定的，例如printf（）函数的原型为：

int printf( const char *format [, argument]... );

而在GNU C中，宏也可以接受可变数目的参数，例如：

#define pr_debug(fmt,arg...) \ 
printk(fmt,##arg)

这里arg表示其余的参数，可以有零个或多个参数，这些参数以及参数之间的逗号构成arg的值，在宏扩展时替换 arg，如下列代码：

pr_debug("%s:%d",filename,line)

会被扩展为：

printk("%s:%d", filename, line)

使用“##”是为了处理arg不代表任何参数的情况，这时候，前面的逗号就变得多余了。使用“##”之后，GNU C预 处理器会丢弃前面的逗号，这样，下列代码：

pr_debug("success!\n")

会被正确地扩展为：

printk("success!\n")

而不是：

printk("success!\n",)

6.标号元素

标准C要求数组或结构体的初始化值必须以固定的顺序出现，在GNU C中，通过指定索引或结构体成员名，允许 初始化值以任意顺序出现。

指定数组索引的方法是在初始化值前添加“[INDEX]=”，当然也可以用“[FIRST...LAST]=”的形式指定一个范围。例如，下面的代码定义了一个数组，并把其中的所有元素赋值为0：

unsigned char data[MAX] = { [0 ... MAX-1] = 0 };

下面的代码借助结构体成员名初始化结构体：

struct file_operations ext2_file_operations = { 
    llseek: generic_file_llseek, 
    read: generic_file_read, 
    write: generic_file_write, 
    ioctl: ext2_ioctl, 
    mmap: generic_file_mmap, 
    open: generic_file_open, 
    release: ext2_release_file, 
    fsync: ext2_sync_file, 
};

但是，Linux 2.6推荐类似的代码应该尽量采用标准C的方式：

struct file_operations ext2_file_operations = { 
    .llseek     = generic_file_llseek, 
    .read       = generic_file_read, 
    .write      = generic_file_write, 
    .aio_read   = generic_file_aio_read, 
    .aio_write  = generic_file_aio_write, 
    .ioct       = ext2_ioctl, 
    .mmap       = generic_file_mmap, 
    .open       = generic_file_open, 
    .release    = ext2_release_file, 
    .fsync      = ext2_sync_file, 
    .readv      = generic_file_readv, 
    .writev     = generic_file_writev, 
    .sendfile   = generic_file_sendfile, 
};

7.当前函数名

GNU C预定义了两个标识符保存当前函数的名字，__FUNCTION__保存函数在源码中的名字，__PRETTY_FUNCTION__保存带语言特色的名字。在C函数中，这两个名字是相同的。

void example() 
{ 
    printf("This is function:%s", __FUNCTION__); 
}

代码中的__FUNCTION__意味着字符串“example”。C99已经支持__func__宏，因此建议在Linux编程中不再使用__FUNCTION__，而转而使用__func__：

void example(void) 
{ 
    printf("This is function:%s", __func__); 
}

8.特殊属性声明

GNU C允许声明函数、变量和类型的特殊属性，以便手动优化代码和定制代码检查的方法。要指定一个声明的 属性，只需要在声明后添加__attribute__（（ATTRIBUTE））。其中ATTRIBUTE为属性说明，如果存在多个属 性，则以逗号分隔。GNU C支持noreturn、format、section、aligned、packed等十多个属性。

noreturn属性作用于函数，表示该函数从不返回。这会让编译器优化代码，并消除不必要的警告信息。例如：

# define ATTRIB_NORET __attribute__((noreturn)) .... 
asmlinkage NORET_TYPE void do_exit(long error_code) ATTRIB_NORET;

format属性也用于函数，表示该函数使用printf、scanf或strftime风格的参数，指定format属性可以让编译器根据格 式串检查参数类型。例如：

asmlinkage int printk(const char * fmt, ...) __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));

上述代码中的第1个参数是格式串，从第2个参数开始都会根据printf（）函数的格式串规则检查参数。

unused属性作用于函数和变量，表示该函数或变量可能不会用到，这个属性可以避免编译器产生警告信息。

aligned属性用于变量、结构体或联合体，指定变量、结构体或联合体的对齐方式，以字节为单位，例如：

struct example_struct { 
    char a; 
    int b; 
    long c; 
} __attribute__((aligned(4)));

表示该结构类型的变量以4字节对齐。

packed属性作用于变量和类型，用于变量或结构体成员时表示使用最小可能的对齐，用于枚举、结构体或联合体类型时表示该类型使用最小的内存。例如：

struct example_struct { 
    char a; 
    int b; 
    long c __attribute__((packed)); 
};

9.内建函数

GNU C提供了大量内建函数，其中大部分是标准C库函数的GNU C编译器内建版本，例如memcpy（）等，它们与对应的标准C库函数功能相同。

不属于库函数的其他内建函数的命名通常以__builtin开始，如下所示。

内建函数__builtin_constant_p（EXP）用于判断一个值是否为编译时常数，如果参数EXP的值是常数，函数返回1，否则返回0。例如，下面的代码可检测第1个参数是否为编译时常数以确定采用参数版本还是非参数版本：

#define test_bit(nr,addr) \ 
(__builtin_constant_p(nr) \ 
constant_test_bit((nr),(addr)) : \ 
variable_test_bit((nr),(addr)))

内建函数__builtin_expect（EXP，C）用于为编译器提供分支预测信息，其返回值是整数表达式EXP的值，C的 值必须是编译时常数。

Linux内核编程时常用的likely（）和unlikely（）底层调用的likely_notrace（）、unlikely_notrace（）就是基于 __builtin_expect（EXP，C）实现的。

#define likely_notrace(x) __builtin_expect(!!(x), 1) 
#define unlikely_notrace(x) __builtin_expect(!!(x), 0)

若代码中出现分支，则即可能中断流水线，我们可以通过likely（）和unlikely（）暗示分支容易成立还是不容易 成立，例如：

if (likely(!IN_DEV_ROUTE_LOCALNET(in_dev)))
    if (ipv4_is_loopback(saddr)) 
    goto e_inval;

在使用gcc编译C程序的时候，如果使用“-ansi–pedantic”编译选项，则会告诉编译器不使用GNU扩展语法。例如对 于如下C程序test.c：

struct var_data { 
    int len; 
    char data[0]; 
};
struct var_data a;

直接编译可以通过：

gcc -c test.c

如果使用“-ansi–pedantic”编译选项，编译会报警：

gcc -ansi -pedantic -c test.c 
test.c:3: warning: ISO C forbids zero-size array 'data'