设计时的 C 宏参数测试

Question

我需要在设计时（预处理器）进行宏变量检查，更具体地说，该数字适合 24 位。 该宏打算在 if() 语句中使用，所以我不知道如何测试它。

这是一个 ARM systick 计时器（24 位），很多时候我都忘记了#define 正确的值，尤其是在更改 MCU 时钟时，当然，我的 if() 从未触发，这个愚蠢的错误很难调试.

所以在这个例子中，有一个技巧可以在 PARAMETER > 24 bits 时强制 gcc 出错？

    #define PARAMETER   20000000  // over 24 bits, should throw a error at design time
    #define MyMacro(var, par)       (var > par)

    uint32_t variable;

    if(MyMacro(variable,PARAMETER))
    {
        // do something
        //  do something WRONG because PARAMETER > 24 bits


        // Actually this is working as expected, test for < is valid because 
// _Static_assert() is check for TRUE condition
// But I am still trying to find a way to combine this in original macro
        _Static_assert(PARAMETER < 0xFFFFFF, "Ooopss... ERROR");

    }

提前致谢！

Answer 1

不幸的是，_Static_assert 在语法上定义为声明，这意味着您不能直接在表达式中使用它。

然而，_Static_assert 无论如何都不需要，因为你可以完美地（没有漂亮的编译时错误报告——但你是一名程序员，你应该能够以稍微技术性的方式找出编译时失败编译时错误消息）模拟它

#define static_assert_0expr(Truth) ((int)(0*sizeof(struct { int _ : (Truth)?1:-1; })))

（或等效的）并且您可以放入表达式（甚至是整数常量表达式）没问题：

#define static_assert_0expr(Truth) ((int)(0*sizeof(struct { int _ : (Truth)?1:-1; })))

#define PARAMETER   20000000  // over 24 bits, should throw a error at design time
#define MyMacro(var, par)       (static_assert_0expr((par)<0xffffff) + ((var) > (par)))

//or this, but this is won't preserve integer-constant expressions because of the comma:
/*#define MyMacro(var, par)       (static_assert_0expr((par)<0xffffff), ((var) > (par)))*/
//alternatively: (static_assert_0expr(assertion) ? (expr) : (expr)) is the most
//general form (though it leads to larger preprocessor expansions, which may worsen debugging experience with cc -E)

#include <stdint.h>
int main()
{
    static_assert_0expr(1)+1;
    uint32_t variable;

    if(MyMacro(variable,PARAMETER))
    {
    }
}

上面的static_assert_0expr宏也可以用_Static_assert实现：

#define static_assert_0expr(Truth) \
   ((int)(0*sizeof(struct { int _; _Static_assert(Truth,""); })))

或者您可以将其正文直接粘贴到 MyMacro 并自定义消息（但我认为 _Static_assert 及其自定义编译时错误消息功能是对 C 的不必要添加，因此不想使用它）。

Answer 2

好吧，我不想回复我自己的答案，但我想我找到了一个有效的解决方案（感谢@PSkoicik）并感谢允许语句表达式的 GCC（在此回复中找到） Using and returning output in C macro

所以基本上我可以在 if() 语句中使用 _Static_assert() 和辅助宏

#define CheckParameter(val) ({bool retval = true; _Static_assert((val)< 0xFFFFFF, "Timer value too large!"); retval;})

现在我的宏变成了

#define MyMacro(var, par)       ((var > par) && CheckParameter(par))

这应该有效，因为 CheckParameter() 将始终在 RUNTIME 返回 TRUE，但在 COMPILE 时，_Static_assert() 将捕获我的错误参数。

所以现在我可以使用了

if(MyMacro(variable,PARAMETER))
{
// PAREMETER will be in range
}

希望我没有遗漏什么:)

Answer 3

如果您需要在编译期间检查 PARAMETER 是否 > 24 位，您可以简单地执行以下操作：

#define PARAMETER   20000  // over 24 bits, should throw a error at design time
...
#if PARAMETER > (1<<24)
#error PARAMETER > 24 bits
#endif

你在这里做的不是编译时检查，而是运行时检查：

if(MyMacro(variable,PARAMETER))
{
    // do something
    //  do something WRONG because PARAMETER > 24 bits
}

但是如果您只想知道PARAMETER 是否> 24 位，那么variable 在这里做什么？