为什么 C 预处理器将单词 “linux” 解释为常量“1”？

为什么 GCC 中的 C 预处理器将单词linux （小写字母）解释为常量1 ？

test.c 的：

#include <stdio.h>
int main(void)
{       
    int linux = 5;
    return 0;
}

$ gcc -E test.c结果（在预处理阶段后停止）：

....
int main(void)
{
    int 1 = 5;
    return 0;
}

哪个 - 当然 - 会产生错误。

（顺便说一句：stdio.h 文件中没有#define linux 。）

c linux gcc c-preprocessor

答案

在旧时代（ANSI 之前），预定义符号（如unix和vax是一种允许代码在编译时检测正在编译的系统的方法。当时没有官方语言标准（超出第一版 K＆R 背面的参考资料），任何复杂性的 C 代码通常是#ifdef的复杂迷宫，以允许系统之间的差异。这些宏定义通常由编译器本身设置，而不是在库头文件中定义。由于没有关于实现可以使用哪些标识符以及为程序员保留哪些标识符的实际规则，编译器编写者可以随意使用像unix这样的简单名称，并假设程序员只是为了自己的目的而避免使用这些名称。

1989 ANSI C 标准引入了限制实现可以合法预定义的符号的规则。编译器预定义的宏只能有一个以两个下划线开头的名称，或者下划线后跟一个大写字母，让程序员可以自由使用不匹配该模式的标识符，而不是在标准库中使用。

因此，任何预定义unix或linux编译器都是不符合的，因为它无法编译使用类似int linux = 5;完全合法的代码int linux = 5; 。

碰巧的是，默认情况下 gcc 是不符合的 - 但是可以使它与合适的命令行选项一致（合理地）：

gcc -std=c90 -pedantic ... # or -std=c89 or -ansi
gcc -std=c99 -pedantic
gcc -std=c11 -pedantic

有关详细信息，请参阅gcc 手册。

gcc 将在未来的版本中逐步淘汰这些定义，因此您不应编写依赖于它们的代码。如果你的程序需要知道它是否是为 Linux 目标编译的，它可以检查是否定义了__linux__ （假设你正在使用 gcc 或与之兼容的编译器）。有关更多信息，请参阅GNU C 预处理器手册。

1987 年国际混淆 C 代码竞赛的 “Best One Liner” 获奖者 David Korn（是的，Korn Shell 的作者）利用了预定义的unix宏：

main() { printf(&unix["\021%six\012\0"],(unix)["have"]+"fun"-0x60);}

它打印"unix" ，但原因与宏名称的拼写完全无关。

这似乎是一个（无证件的）“GNU 扩展”：[ 更正：我终于在文档中找到了提及。见下文。]

以下命令使用-dM选项打印所有预处理器定义; 由于输入 “file” 为空，它显示预定义的宏。它在标准的 ubuntu 安装上使用 gcc-4.7.3 运行。您可以看到预处理器是标准感知的。总共有 243 个宏， -std=gnu99个-std=c99 ; 我过滤了输出的相关性。

$ cpp --std=c89 -dM < /dev/null | grep linux
#define __linux 1
#define __linux__ 1
#define __gnu_linux__ 1

$ cpp --std=gnu89 -dM < /dev/null | grep linux
#define __linux 1
#define __linux__ 1
#define __gnu_linux__ 1
#define linux 1

$ cpp --std=c99 -dM < /dev/null | grep linux
#define __linux 1
#define __linux__ 1
#define __gnu_linux__ 1

$ cpp --std=gnu99 -dM < /dev/null | grep linux
#define __linux 1
#define __linux__ 1
#define __gnu_linux__ 1
#define linux 1

“gnu 标准” 版本也是#define unix 。（使用c11和gnu11会产生相同的结果。）

我想他们有他们的理由，但在我看来，gcc 的默认安装（除非另有说明，编译 C 代码与-std=gnu89除外）不符合，并且 - 如同这个问题 - 令人惊讶。在一致的实现中，不允许使用名称不以下划线开头的宏来粉碎全局命名空间。（6.8.10p2：“任何其他预定义的宏名称应以前导下划线开头，后跟大写字母或第二下划线”，但如附录 J.5（可移植性问题）中所述，此类名称通常是预定义的。）

当我最初写这个答案时，我无法在 gcc 中找到关于这个问题的任何文档，但我终于发现了它，不是在C 实现定义的行为中，也不在C 扩展中，而是在cpp手册第3.7.3节中，它注意到：

我们正在逐步淘汰保留命名空间之外的所有预定义宏。你永远不应该在新节目中使用它们......

因为linux是在编译器运行时编译的内置宏，或者编译为（如果它是交叉编译器），Linux。

有很多这样的预定义宏。使用 GCC，您可以使用：

cp /dev/null emptyfile.c
gcc -E -dM emptyfile.c

获取宏列表。（我没有设法说服 GCC 直接接受/dev/null ，但空文件似乎工作正常。）在 Mac OS X 10.8.5 上运行 GCC 4.8.1，我得到了输出：

#define __DBL_MIN_EXP__ (-1021)
#define __UINT_LEAST16_MAX__ 65535
#define __ATOMIC_ACQUIRE 2
#define __FLT_MIN__ 1.17549435082228750797e-38F
#define __UINT_LEAST8_TYPE__ unsigned char
#define __INTMAX_C(c) c ## L
#define __CHAR_BIT__ 8
#define __UINT8_MAX__ 255
#define __WINT_MAX__ 2147483647
#define __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ 1234
#define __SIZE_MAX__ 18446744073709551615UL
#define __WCHAR_MAX__ 2147483647
#define __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_1 1
#define __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_2 1
#define __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_4 1
#define __DBL_DENORM_MIN__ ((double)4.94065645841246544177e-324L)
#define __GCC_HAVE_SYNC_COMPARE_AND_SWAP_8 1
#define __GCC_ATOMIC_CHAR_LOCK_FREE 2
#define __FLT_EVAL_METHOD__ 0
#define __GCC_ATOMIC_CHAR32_T_LOCK_FREE 2
#define __x86_64 1
#define __UINT_FAST64_MAX__ 18446744073709551615ULL
#define __SIG_ATOMIC_TYPE__ int
#define __DBL_MIN_10_EXP__ (-307)
#define __FINITE_MATH_ONLY__ 0
#define __GNUC_PATCHLEVEL__ 1
#define __UINT_FAST8_MAX__ 255
#define __DEC64_MAX_EXP__ 385
#define __INT8_C(c) c
#define __UINT_LEAST64_MAX__ 18446744073709551615ULL
#define __SHRT_MAX__ 32767
#define __LDBL_MAX__ 1.18973149535723176502e+4932L
#define __UINT_LEAST8_MAX__ 255
#define __GCC_ATOMIC_BOOL_LOCK_FREE 2
#define __APPLE_CC__ 1
#define __UINTMAX_TYPE__ long unsigned int
#define __DEC32_EPSILON__ 1E-6DF
#define __UINT32_MAX__ 4294967295U
#define __LDBL_MAX_EXP__ 16384
#define __WINT_MIN__ (-__WINT_MAX__ - 1)
#define __SCHAR_MAX__ 127
#define __WCHAR_MIN__ (-__WCHAR_MAX__ - 1)
#define __INT64_C(c) c ## LL
#define __DBL_DIG__ 15
#define __GCC_ATOMIC_POINTER_LOCK_FREE 2
#define __SIZEOF_INT__ 4
#define __SIZEOF_POINTER__ 8
#define __USER_LABEL_PREFIX__ _
#define __STDC_HOSTED__ 1
#define __LDBL_HAS_INFINITY__ 1
#define __FLT_EPSILON__ 1.19209289550781250000e-7F
#define __LDBL_MIN__ 3.36210314311209350626e-4932L
#define __DEC32_MAX__ 9.999999E96DF
#define __strong 
#define __INT32_MAX__ 2147483647
#define __SIZEOF_LONG__ 8
#define __APPLE__ 1
#define __UINT16_C(c) c
#define __DECIMAL_DIG__ 21
#define __LDBL_HAS_QUIET_NAN__ 1
#define __DYNAMIC__ 1
#define __GNUC__ 4
#define __MMX__ 1
#define __FLT_HAS_DENORM__ 1
#define __SIZEOF_LONG_DOUBLE__ 16
#define __BIGGEST_ALIGNMENT__ 16
#define __DBL_MAX__ ((double)1.79769313486231570815e+308L)
#define __INT_FAST32_MAX__ 2147483647
#define __DBL_HAS_INFINITY__ 1
#define __DEC32_MIN_EXP__ (-94)
#define __INT_FAST16_TYPE__ short int
#define __LDBL_HAS_DENORM__ 1
#define __DEC128_MAX__ 9.999999999999999999999999999999999E6144DL
#define __INT_LEAST32_MAX__ 2147483647
#define __DEC32_MIN__ 1E-95DF
#define __weak 
#define __DBL_MAX_EXP__ 1024
#define __DEC128_EPSILON__ 1E-33DL
#define __SSE2_MATH__ 1
#define __ATOMIC_HLE_RELEASE 131072
#define __PTRDIFF_MAX__ 9223372036854775807L
#define __amd64 1
#define __tune_core2__ 1
#define __ATOMIC_HLE_ACQUIRE 65536
#define __LONG_LONG_MAX__ 9223372036854775807LL
#define __SIZEOF_SIZE_T__ 8
#define __SIZEOF_WINT_T__ 4
#define __GXX_ABI_VERSION 1002
#define __FLT_MIN_EXP__ (-125)
#define __INT_FAST64_TYPE__ long long int
#define __DBL_MIN__ ((double)2.22507385850720138309e-308L)
#define __LP64__ 1
#define __DEC128_MIN__ 1E-6143DL
#define __REGISTER_PREFIX__ 
#define __UINT16_MAX__ 65535
#define __DBL_HAS_DENORM__ 1
#define __UINT8_TYPE__ unsigned char
#define __NO_INLINE__ 1
#define __FLT_MANT_DIG__ 24
#define __VERSION__ "4.8.1"
#define __UINT64_C(c) c ## ULL
#define __GCC_ATOMIC_INT_LOCK_FREE 2
#define __FLOAT_WORD_ORDER__ __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
#define __INT32_C(c) c
#define __DEC64_EPSILON__ 1E-15DD
#define __ORDER_PDP_ENDIAN__ 3412
#define __DEC128_MIN_EXP__ (-6142)
#define __INT_FAST32_TYPE__ int
#define __UINT_LEAST16_TYPE__ short unsigned int
#define __INT16_MAX__ 32767
#define __ENVIRONMENT_MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED__ 1080
#define __SIZE_TYPE__ long unsigned int
#define __UINT64_MAX__ 18446744073709551615ULL
#define __INT8_TYPE__ signed char
#define __FLT_RADIX__ 2
#define __INT_LEAST16_TYPE__ short int
#define __LDBL_EPSILON__ 1.08420217248550443401e-19L
#define __UINTMAX_C(c) c ## UL
#define __SSE_MATH__ 1
#define __k8 1
#define __SIG_ATOMIC_MAX__ 2147483647
#define __GCC_ATOMIC_WCHAR_T_LOCK_FREE 2
#define __SIZEOF_PTRDIFF_T__ 8
#define __x86_64__ 1
#define __DEC32_SUBNORMAL_MIN__ 0.000001E-95DF
#define __INT_FAST16_MAX__ 32767
#define __UINT_FAST32_MAX__ 4294967295U
#define __UINT_LEAST64_TYPE__ long long unsigned int
#define __FLT_HAS_QUIET_NAN__ 1
#define __FLT_MAX_10_EXP__ 38
#define __LONG_MAX__ 9223372036854775807L
#define __DEC128_SUBNORMAL_MIN__ 0.000000000000000000000000000000001E-6143DL
#define __FLT_HAS_INFINITY__ 1
#define __UINT_FAST16_TYPE__ short unsigned int
#define __DEC64_MAX__ 9.999999999999999E384DD
#define __CHAR16_TYPE__ short unsigned int
#define __PRAGMA_REDEFINE_EXTNAME 1
#define __INT_LEAST16_MAX__ 32767
#define __DEC64_MANT_DIG__ 16
#define __INT64_MAX__ 9223372036854775807LL
#define __UINT_LEAST32_MAX__ 4294967295U
#define __GCC_ATOMIC_LONG_LOCK_FREE 2
#define __INT_LEAST64_TYPE__ long long int
#define __INT16_TYPE__ short int
#define __INT_LEAST8_TYPE__ signed char
#define __DEC32_MAX_EXP__ 97
#define __INT_FAST8_MAX__ 127
#define __INTPTR_MAX__ 9223372036854775807L
#define __LITTLE_ENDIAN__ 1
#define __SSE2__ 1
#define __LDBL_MANT_DIG__ 64
#define __CONSTANT_CFSTRINGS__ 1
#define __DBL_HAS_QUIET_NAN__ 1
#define __SIG_ATOMIC_MIN__ (-__SIG_ATOMIC_MAX__ - 1)
#define __code_model_small__ 1
#define __k8__ 1
#define __INTPTR_TYPE__ long int
#define __UINT16_TYPE__ short unsigned int
#define __WCHAR_TYPE__ int
#define __SIZEOF_FLOAT__ 4
#define __pic__ 2
#define __UINTPTR_MAX__ 18446744073709551615UL
#define __DEC64_MIN_EXP__ (-382)
#define __INT_FAST64_MAX__ 9223372036854775807LL
#define __GCC_ATOMIC_TEST_AND_SET_TRUEVAL 1
#define __FLT_DIG__ 6
#define __UINT_FAST64_TYPE__ long long unsigned int
#define __INT_MAX__ 2147483647
#define __MACH__ 1
#define __amd64__ 1
#define __INT64_TYPE__ long long int
#define __FLT_MAX_EXP__ 128
#define __ORDER_BIG_ENDIAN__ 4321
#define __DBL_MANT_DIG__ 53
#define __INT_LEAST64_MAX__ 9223372036854775807LL
#define __GCC_ATOMIC_CHAR16_T_LOCK_FREE 2
#define __DEC64_MIN__ 1E-383DD
#define __WINT_TYPE__ int
#define __UINT_LEAST32_TYPE__ unsigned int
#define __SIZEOF_SHORT__ 2
#define __SSE__ 1
#define __LDBL_MIN_EXP__ (-16381)
#define __INT_LEAST8_MAX__ 127
#define __SIZEOF_INT128__ 16
#define __LDBL_MAX_10_EXP__ 4932
#define __ATOMIC_RELAXED 0
#define __DBL_EPSILON__ ((double)2.22044604925031308085e-16L)
#define _LP64 1
#define __UINT8_C(c) c
#define __INT_LEAST32_TYPE__ int
#define __SIZEOF_WCHAR_T__ 4
#define __UINT64_TYPE__ long long unsigned int
#define __INT_FAST8_TYPE__ signed char
#define __DBL_DECIMAL_DIG__ 17
#define __FXSR__ 1
#define __DEC_EVAL_METHOD__ 2
#define __UINT32_C(c) c ## U
#define __INTMAX_MAX__ 9223372036854775807L
#define __BYTE_ORDER__ __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
#define __FLT_DENORM_MIN__ 1.40129846432481707092e-45F
#define __INT8_MAX__ 127
#define __PIC__ 2
#define __UINT_FAST32_TYPE__ unsigned int
#define __CHAR32_TYPE__ unsigned int
#define __FLT_MAX__ 3.40282346638528859812e+38F
#define __INT32_TYPE__ int
#define __SIZEOF_DOUBLE__ 8
#define __FLT_MIN_10_EXP__ (-37)
#define __INTMAX_TYPE__ long int
#define __DEC128_MAX_EXP__ 6145
#define __ATOMIC_CONSUME 1
#define __GNUC_MINOR__ 8
#define __UINTMAX_MAX__ 18446744073709551615UL
#define __DEC32_MANT_DIG__ 7
#define __DBL_MAX_10_EXP__ 308
#define __LDBL_DENORM_MIN__ 3.64519953188247460253e-4951L
#define __INT16_C(c) c
#define __STDC__ 1
#define __PTRDIFF_TYPE__ long int
#define __ATOMIC_SEQ_CST 5
#define __UINT32_TYPE__ unsigned int
#define __UINTPTR_TYPE__ long unsigned int
#define __DEC64_SUBNORMAL_MIN__ 0.000000000000001E-383DD
#define __DEC128_MANT_DIG__ 34
#define __LDBL_MIN_10_EXP__ (-4931)
#define __SIZEOF_LONG_LONG__ 8
#define __GCC_ATOMIC_LLONG_LOCK_FREE 2
#define __LDBL_DIG__ 18
#define __FLT_DECIMAL_DIG__ 9
#define __UINT_FAST16_MAX__ 65535
#define __GNUC_GNU_INLINE__ 1
#define __GCC_ATOMIC_SHORT_LOCK_FREE 2
#define __SSE3__ 1
#define __UINT_FAST8_TYPE__ unsigned char
#define __ATOMIC_ACQ_REL 4
#define __ATOMIC_RELEASE 3

那是来自空文件的 236 个宏。当我将#include <stdio.h>添加到文件中时，定义的宏数达到 505. 这些宏包括各种平台识别宏。