影者东升 发表于 2021-7-21 23:13:37

你用过宏##粘贴函数,然后用函数指针查找执行吗?今天就给你说道说道

总述
    宏的使用,大家经常会用,但是一般只是简单定义一个符号常量,类似于#define WHEEL_SCALE_MM 0.53f、
#define LOG_I(tag, text_fmt, ...) log_i(tag, text_fmt, ##__VA_ARGS__) ,但是除此之外还有宏还有个##粘贴作用,可以配合#define这个常量表达式,可以做成一个宏定义指针函数列表,继而查询执行函数。
    话不多说,我们开始今天的分享,首先还是会进行一下常规的描述,再分享"##"粘贴的妙用。
一、#define的常规操作

    #define预处理器指令和其他预处理器指令一样, 以#号作为一行的开
始。ANSI和后来的标准都允许#号前面有空格或制表符, 而且还允许在#和
指令的其余部分之间有空格。但是旧版本的C要求指令从一行最左边开始,
而且#和指令其余部分之间不能有空格。指令可以出现在源文件的任何地
方, 其定义从指令出现的地方到该文件末尾有效。我们大量使用#define指令来定义明示常量(manifest constant) (也叫做符号常量) 。
 
    预处理器指令从#开始运行, 到后面的第1个换行符为止。也就是说, 指
令的长度仅限于一行。然而, 在预处理开始前, 编译器会把多行物理行处理为一行逻辑行。
 
 
一般我们会用#define 来进行明示常量,或者做一个简单的宏替换函数
 
 

[*] 
#define RX_BUF_SIZE 30#define MBEDTLS_DES_C      /*数据加密*/#define ExitIsr   Encoder_Isr   void Encoder_Isr(void){g.dir_count += (g.dir == 1)? 1 : -1;}    每行#define(逻辑行) 都由3部分组成。第1部分是#define指令本身。第
2部分是选定的缩写, 也称为宏。有些宏代表值(如本例) , 这些宏被称为
类对象宏 。C 语言还有类函数宏 , 稍后讨论。宏的名称中不允许有空格, 而且必须遵循C变量的命名规则:只能使用字符、 数字和下划线(_) 字符, 而且首字符不能是数字。第3部分(指令行的其余部分) 称为替换列表或替换体 。
    
    一旦预处理器在程序中找到宏的实例后, 就会用替换体代替该宏。从宏变成最终替换文本的过程称为宏展开。注意, 可以在#define行使用标准C注释。如前所述, 每条注释都会被一个空格代替。

 
 
此外我们还会比较多的使用变宏参
 
通过把宏参数列表中最后的参数写成省略号(即, 3个点...) 来实现这
一功能。这样, 预定义宏_ _VA_ARGS_ _可用在替换部分中, 表明省略号代表什么。 

[*] 
#define PR(...) printf(_ _VA_ARGS_ _)假设稍后调用该宏:

[*] 
PR("Howdy");PR("weight = %d, shipping = $%.2f\n", wt, sp);对于第1次调用, _ _VA_ARGS_ _展开为1个参数:"Howdy"。
对于第2次调用, _ _VA_ARGS_ _展开为3个参数:"weight = %d,
shipping = $%.2f\n"、 wt、 sp。
 
因此, 展开后的代码是:

[*] 
printf("Howdy");printf("weight = %d, shipping = $%.2f\n", wt, sp); 
 
二、#define配合##使用
    很多人应该都知道"##"的用法,它被称为预处理的粘合剂,与#运算符类似,##运算符可用于类函数宏的替换部分。而且,##还可以用于对象宏的替换部分。##运算符可以把两个记号组合成一个记号。

[*] 
#define def_u32_array(__name, __size)     uint32_t array_##__name;实际中,我们可以这样使用:

[*] 
def_u32_array(sample_buffer, 64)宏展开的效果是:

[*] 
uint32_t array_sample_buffer;同样类比于初始化一个数组,我们也可以粘贴形成一个函数
下面就是在Linux内核里面的源代码:
其中这个__pcpu_size_call_return宏,通过##粘贴选择要使用的raw_cpu_read_x 函数。

[*] 
#define __pcpu_size_call_return(stem, variable)      \({                  \typeof(variable) pscr_ret__;          \__verify_pcpu_ptr(&(variable));          \switch(sizeof(variable)) {          \case 1: pscr_ret__ = stem##1(variable); break;      \case 2: pscr_ret__ = stem##2(variable); break;      \case 4: pscr_ret__ = stem##4(variable); break;      \case 8: pscr_ret__ = stem##8(variable); break;      \default:            \    __bad_size_call_parameter(); break;      \}                \pscr_ret__;            \})#define raw_cpu_read_1(pcp)    raw_cpu_generic_read(pcp)#define raw_cpu_generic_read(pcp)          \({                  \*raw_cpu_ptr(&(pcp));            \})这部分是更高层次的宏定义,将##粘贴的函数再次定义为一个宏函数

[*] 
#define raw_cpu_read(pcp)       __pcpu_size_call_return(raw_cpu_read_, pcp)#define __this_cpu_read(pcp)                        \({                                  \    __this_cpu_preempt_check("read");               \    raw_cpu_read(pcp);                      \})最后面进行执行 __this_cpu_read(current_kprobe);

[*] 
int __kprobes arc_kprobe_handler(unsigned long addr, struct pt_regs *regs){struct kprobe *pp = __this_cpu_read(current_kprobe);  p = get_kprobe((unsigned long *)addr);    ... 省略多行代码  if (p->break_handler && p->break_handler(p, regs)) {    setup_singlestep(p, regs);    kcb->kprobe_status = KPROBE_HIT_SS;    return 1;}在C++中我们也可以将做成一个指针列表,对应好每个函数的名称后,再次调用该定义的宏参数,就实现了指针调用。

[*] 
#define AddFunc(Func) \FuncPtrTemplate Func##Map(int mode_name, int state_name) \{ \    static auto modeMap = Func##Register(); \    auto pair = std::make_pair(mode_name, state_name); \    auto mapEntry = modeMap->find(pair); \    if (mapEntry == modeMap->end()) \      return nullptr; \    return mapEntry->second; \} \bool Mode::Func(State *state) { \    auto state_id = getStateId(); \    auto p_function = Func##Map(getId(), state_id); \    if (p_function) \      return p_function(this, state); \    return false; \}AddFunc(IsExit);int main(){IsExit(p.get());}这也是Linux内核中的代码,用来print不同状态的打印信息,如果大家想要快速掌握这些使用方法,建议大家撸一撸Linux内核源码呢。
 

这就是我分享的#define的操作方法,里面代码是实践过的,如果大家有什么更好的思路,欢迎分享交流哈。

 
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【1】c++nullptr(空指针常量)、constexpr(常量表达式)【2】嵌入式底层开发的软件框架简述 必读
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文档来源:51CTO技术博客https://blog.51cto.com/u_15294398/3155026
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