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关于GNU规范的语法扩展

GNU 是一款能用于构建类 Unix 操作系统的计算机软件合集,由自由软件之父 Richard Stallman 开创,于 1983 年 9 月 27 日对外发布。GNU 完全由自由软件(free software)构成。

GNU 语法扩展源自于 GCC 编译器,在 1987 年发布 1.0 版本,称为 GNU C Compiler。随后,GCC 编译器前端支持了 C++、Objective-C/C++、Fortran、Ada、Java 以及最近跃升的 Go 等编程语言,因此现在 GCC 被称为 GNU Compiler Collection。

由于在 20 世纪 90 年代,GNU C 编译器就对 C90 标准做了相当多的语法扩展,包括复合字面量、匿名结构体和数组、可指定的初始化器等,这些语法扩展被广泛使用,尤其是大量用于 Linux 内核代码中,因此 C99 标准将这些语法特性全都列入标准之中。

正因为 GCC 本身是开源自由软件,因此很多商用编译器也基于 GCC 进行扩展,例如:
  • 像 ARM 的 RVCT(RealView Compiler Toolkit)本身就支持 GNU 扩展;
  • 还有不少开发平台本身就直接使用 GCC 编译工具。

由于有不少大公司顶级开发人员的参与,因此 GCC 编译器的目标代码优化能力相当高,而且还支持许多不同的处理器。所以,GCC 当前被广泛使用并博得开发者的好评。像 Linux 操作系统基本默认使用 GCC 作为默认编译器,包括 Android 的 NDK 开发工具一开始也是如此。

然而,由于 GCC 基于比较严格的 GPL 许可证,许多大型商业开发商对它望而却步。该许可证允许使用者免费使用软件,但是要求不能随意对它进行篡改并重新发布。如果开发者对它进行篡改,然后发布自己修改之后的软件,那么必须要把自己修改的那部分也开源出来。

因此,在 2003 年诞生了一个 LLVM 开源项目,基于更为宽松的 BSD 许可证,其编译器称为 Clang。BSD 许可证允许开发者随意对软件进行修改并重新发布,甚至可以将修改过的版本作为自主版权,因而这个许可证深受大公司的欢迎。

现在 Apple 对 LLVM 项目的投入非常大。macOS 上的开发工具 Xocde 从 4.0 版本起就开始使用 Clang 编译工具链,随后 Apple 将自己改写的 Clang 编译器称为 Apple LLVM。当前最新的 Xcode 8 所使用的 Apple LLVM 版本为 8.x。

而当前 Android NDK 也支持了 Clang 编译器工具链。

Clang 编译器并非基于 GCC,它是从头开始写的。但是它的目标是尽量与 GCC 编译器兼容,所以Clang 编译器包含大部分 GNU 语法扩展,除此之外还含有它自己特有的C语言扩展。当然也有一些特性是 GCC 含有而 Clang 不具备的,不过这些特性一般很少使用。

我们现在可以看到 GNU 语法扩展适用性十分广泛。如果读者当前在做 Linux/Unix 或 Windows 上的C语言编程开发,或者是在开发 macOS/iOS 应用,又或者是在开发 Android 应用,那么完全可以毫无顾忌地使用 GNU 语法扩展。

本教程最后几个章节会分别介绍 GCC 编译器特定的语法扩展以及 Clang 编译器特定的语法扩展。由于 Clang 编译器已经包含了大部分 GNU 语法扩展,因此在介绍 GCC 语法扩展的时候,如果当前特性 Clang 不支持,则会指明。