__attribute__小结，学习C语言你不可放过的知识点

GNU C 的一大特色就是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))

使用举例

//内存池32位字节对齐
__align(32) u8 mem1base[MEM1_MAX_SIZE];                                                 
__align(32) u8 mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((at(0X68000000)));  //外部SRAM地址 
u16 mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE];                                                 
u16 mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((at(0X68000000+MEM2_MAX_SIZE)));   //

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, unused, 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 b[3];

} __attribute__ ((aligned (8)));

typedef int int32_t __attribute__ ((aligned (8)));
//声明之后编译器将尽其所能将上述结构体按照8字节对齐的方式进行存储

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

  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 used）。

  下面的例子中，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，unpacked-struct 也需要使用packed 进行相应的约束。

struct unpacked_struct

{

      char c;

      int i;

};



struct packed_struct

{

     char c;

     int  i;

     struct unpacked_struct s;

}__attribute__ ((__packed__));

使用attribute定义一个结构体

 struct str
  {
  int a;
  char b;
  short c;
  }__attribute__((aligned(4))) pp;

按照一字节对齐

　我们可以按照自己设定的对齐大小来编译程序，GNU使用__attribute__选项来设置，比如我们想让刚才的结构按一字节对齐，我们可以这样定义结构体
　　
　　struct stu{
　　 char sex;
　　 int length;
　　 char name[10];
　　}__attribute__ ((aligned (1))); 
　　
　　struct stu my_stu;
　　 
　　
　　则sizeof(my_stu)可以得到大小为15。
　　
　　上面的定义等同于
　　
　　struct stu{
　　 char sex;
　　 int length;
　　 char name[10];
　　}__attribute__ ((packed)); 
　　struct stu my_stu;
　　 
　　
　　__attribute__((packed))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.

需要字节对齐的时候

  **在设计不同CPU下的通信协议时，或者编写硬件驱动程序时寄存器的结构这两个地方都需要按一字节对齐。即使看起来本来就自然对齐的也要使其对齐，以免不同的编译器生成的代码不一样.**

需要使用attribute设置函数属性的时候

__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)))
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,...) 
__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

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();
                 /* 程序不可能到达这里*/
          }
           else
                   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。
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
profiling
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);
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
，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)) attribute((format(printf,1,2))); void die(const char *format, …){ / 函数定义 */}

Specifying Attributes of Variables
aligned (alignment)This attribute specifies a minimum alignment for the variable or structure field, measured in bytes. For example, the declaration:

      int x __attribute__ ((aligned (16))) = 0;

causes the compiler to allocate the global variable x on a 16-byte boundary. On a 68040, this could be used in conjunction with an asm expression to access themove16 instruction which requires 16-byte aligned operands.

You can also specify the alignment of structure fields. For example, to create a double-word aligned int pair, you could write:

      struct foo { int x[2] __attribute__ ((aligned (8))); };

This is an alternative to creating a union with a double member that forces the union to be double-word aligned.

As in the preceding examples, you can explicitly specify the alignment (in bytes) that you wish the compiler to use for a given variable or structure field. Alternatively, you can leave out the alignment factor and just ask the compiler to align a variable or field to the maximum useful alignment for the target machine you are compiling for. For example, you could write:

      short array[3] __attribute__ ((aligned));

for more: http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.0.0/gcc/Variable-Attributes.html#Variable-Attributes

hello world 程序

#include 
#include 

static  __attribute__((constructor)) void before()
{

    printf("Hello");
}

static  __attribute__((destructor)) void after()
{
    printf(" World!\n");
}

int main(int args,char ** argv)
{

    return EXIT_SUCCESS;
}

程序会输出一个 hello world!
解释一下：attribute((constructor)) 在main() 之前执行,attribute((destructor)) 在main()执行结束之后执行.

关于linux内核中的"__attribute__ ((packed))"

引用:
__attrubte__ ((packed)) 的作用就是告诉编译器取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。
#define __u8    unsigned char
#define __u16   unsigned short
/* __attribute__ ((packed)) 的位置约束是放于声明的尾部“；”之前 */
struct str_struct{
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
} __attribute__ ((packed));
/*  当用到typedef时，要特别注意__attribute__ ((packed))放置的位置，相当于：
  *  typedef struct str_stuct str;
  *  而struct str_struct 就是上面的那个结构。
  */
typedef struct {
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
} __attribute__ ((packed)) str;
/* 在下面这个typedef结构中，__attribute__ ((packed))放在结构名str_temp之后，其作用是被忽略的，注意与结构str的区别。*/
typedef struct {
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
}str_temp __attribute__ ((packed));
typedef struct {
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
}str_nopacked;
int main(void)
{
        printf("sizeof str = %d\n", sizeof(str));
        printf("sizeof str_struct = %d\n", sizeof(struct str_struct));
        printf("sizeof str_temp = %d\n", sizeof(str_temp));
        printf("sizeof str_nopacked = %d\n", sizeof(str_nopacked));
        return 0;
}

__attrubte__ ((packed)) 的作用就是告诉编译器取消结构在编译过程中的优化对齐,按照实际占用字节数进行对齐。
#define __u8    unsigned char
#define __u16   unsigned short
/* __attribute__ ((packed)) 的位置约束是放于声明的尾部“；”之前 */
struct str_struct{
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
} __attribute__ ((packed));
/*  当用到typedef时，要特别注意__attribute__ ((packed))放置的位置，相当于：
  *  typedef struct str_stuct str;
  *  而struct str_struct 就是上面的那个结构。
  */
typedef struct {
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
} __attribute__ ((packed)) str;
/* 在下面这个typedef结构中，__attribute__ ((packed))放在结构名str_temp之后，其作用是被忽略的，注意与结构str的区别。*/
typedef struct {
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
}str_temp __attribute__ ((packed));
typedef struct {
        __u8    a;
        __u8    b;
        __u8    c;
        __u16   d;
}str_nopacked;
int main(void)
{
        printf("sizeof str = %d\n", sizeof(str));
        printf("sizeof str_struct = %d\n", sizeof(struct str_struct));
        printf("sizeof str_temp = %d\n", sizeof(str_temp));
        printf("sizeof str_nopacked = %d\n", sizeof(str_nopacked));
        return 0;
}