嵌入式C語言自我修養 13：總結

13.1 總結

前面12節的課程，主要針對 Linux 內核中 GNU C 擴展的一些常用 C 語言語法進行了分析。GNU C 的這些擴展語法，主要用來完善 C 語言標準和編譯優化。而通過 C 標準的發展過程我們又發現，對于一些編譯器擴展的一些特性，或者其它編程語言（如：C++）中的好的特性和語法，C 標準也會適時地吸收進來，作為新的 C 語言標準。

在 GNU C 的這些擴展語法中，attribute 和宏定義是兩大特色。在嵌入式底層系統中，尤其是 Linux 內核和 U-boot 中，大量使用 GNU C 擴展的 attribute屬性去輔助一些底層機制的實現，或者實現一些編譯上的優化。在宏定義方面，通過語句表達式、可變參數宏等特性，我們可以定義一個功能復雜、安全可靠的高質量宏。

本教程所講的一些特性，都是在實際工作或閱讀 Linux 內核驅動源碼時經常遇見的一些特性，掌握了這些擴展特性的使用，以后再遇到類似的“奇葩 C 語言”程序，就知道怎么去分析了。除此之外，GNU C 還有一些其它擴展特性，由于他們在內核中用得不是很多，或者說僅僅是做一些編譯上的優化，即使不知道也不會影響我們理解代碼，限于篇幅關系，所以就暫時不講了，比如下面這些特性。

• 屬性聲明：const
• 屬性聲明：constructor、destructor
• 屬性聲明：noreturn
• 屬性聲明：used、unused
• 局部標簽
• 嵌套函數
• ……

大家以后遇到類似的擴展，可以到下面這幾個網站上去看看。

• GNU C語法擴展大全
• GCC 編譯器手冊

13.2 C 語言習題測試

下面是幾道 C 語言練習題，大家可以做一做。看看學完本教程后，有沒有真正的掌握。有什么疑問，可以通過讀者圈，或加入QQ群（475504428）與我討論。

1.下面的程序，在不同編譯環境下，比如分別在 C-Free、VC++6.0、TurboC 環境下編譯運行，結果是否相等，為什么？

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    printf("size: %d\n", sizeof(int);
    return 0;
}

2.定義一個宏，求兩個數的最小值。

3.將下面的程序編譯為可以在 ARM 平臺上運行的可執行文件 a.out，并對其進行反匯編，查看變量 global_val 的地址。

int global_val = 10;
int uninit_val;
int main(void)
{
    int local_val = 20;
    return 0;
}

4. 在一個工程項目中，有兩個源文件如下，分析下面程序的運行結果。

   //func.c
   int a = 10;
   int b;
   int c attribute((weak)) = 30;

   //main.c
   int a;
   int b = 20;
   int c = 40;
   int main(void)
   {
   printf("a: %d\n",a);
   printf("b: %d\n",b);
   printf("c: %d\n",c);
   return 0;
   }

5.定義一個變參函數，實現等級打印控制：ERROR、DEBUG、INFO。用這三個宏分別代表等級打印，比如定義 ERROR 時，只打印錯誤的信息；定義 DEBUG 時，打印錯誤和調試信息；定義 INFO 時，所有的打印信息都打印出來。

6.定義一個變參宏，實現等級打印控制：ERROR、DEBUG、INFO。用這三個宏分別代表等級打印，比如定義 ERROR 宏時，只打印錯誤的信息；定義 DEBUG 時，打印錯誤和調試信息；定義 INFO 時，所有的打印信息都打印出來。

7.下面是 Linux 內核（Linux4.4.0）中的一些宏定義，請分析它們實現的功能。

#define pr_emerg(fmt, ...) \
    printk(KERN_EMERG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_alert(fmt, ...) \
    printk(KERN_ALERT pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_crit(fmt, ...) \
    printk(KERN_CRIT pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_err(fmt, ...) \
    printk(KERN_ERR pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_warning(fmt, ...) \
    printk(KERN_WARNING pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_warn pr_warning
#define pr_notice(fmt, ...) \
    printk(KERN_NOTICE pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#define pr_info(fmt, ...) \
    printk(KERN_INFO pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)

8.在 Linux 內核啟動過程中，啟動 log 的最后往往會有這么一行信息。

Freeing unused kernel memory: 468K

請用本課程中的 section 屬性聲明，分析這段 log 背后的內核初始化及內存釋放過程。

9.在嵌入式 Linux 驅動開發中，驅動模塊是沒有 main() 入口函數的，請用本課程學過的知識分析：驅動是如何運行和初始化的。

10.驅動分析：在 linux4.4 源碼 linux-4.4/arch/arm/mach-footbridge/ebsa285.c 中，分析下面代碼的含義及 container_of 宏的作用。

MACHINE_START(EBSA285, "EBSA285")
    /* Maintainer: Russell King */
    .atag_offset    = 0x100,
    .video_start    = 0x000a0000,
    .video_end  = 0x000bffff,
    .map_io     = footbridge_map_io,
    .init_early = footbridge_sched_clock,
    .init_irq   = footbridge_init_irq,
    .init_time  = footbridge_timer_init,
    .restart    = footbridge_restart,
MACHINE_END
static void ebsa285_led_set(struct \
led_classdev *cdev, enum led_brightness b)
{
    struct ebsa285_led *led = container_of(cdev,
            struct ebsa285_led, cdev);

    if (b == LED_OFF)
        hw_led_state |= led->mask;
    else
        hw_led_state &= ~led->mask;
    writeb(hw_led_state, xbus);
}

static enum led_brightness \
ebsa285_led_get(struct led_classdev *cdev)
{
    struct ebsa285_led *led = container_of(cdev,
            struct ebsa285_led, cdev);

    return hw_led_state & led->mask ? LED_OFF : LED_FULL;
}

13.3 結束語

通過本課程的學習，再加上本節10個習題的練習，相信大家的 C 語言功底肯定又加深了一層！有了這些知識儲備基礎，基本上就掃除了 Linux 內核的閱讀障礙。相信大家在以后的工作、學習中一定會日益精進，不斷突破！

最后祝大家工作順利、學習愉快！

另外，大家如果想系統學習 Linux 內核中的某塊知識，或者說有哪些知識掌握得不是很好，想進階學習，但限于工作、學習繁忙，時間精力有限，無法系統地去學習，也可以跟我聯系交流

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• 我會繼續編寫相關的的知識和教程，為大家服務。

本教程根據 C語言嵌入式Linux高級編程視頻教程 第05期 改編，電子版書籍可加入QQ群：475504428 下載，更多嵌入式視頻教程，可關注：
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