嵌入式C语言的几个实用技巧

在嵌入式开发中，C语言的一些小技巧可以帮我们提高开发效率，事半功倍。

C语言常常让人觉得它所能表达的东西非常有限。它不具有类似第一级函数和模式匹配这样的高级功能。但是C非常简单，并且仍然有一些非常有用的语法技巧和功能，只是没有多少人知道罢了。 

很多人都知道像这样来静态的初始化数组：

int fibs[] = {1, 1, 2, 3, 5};

 我们可以指定数组的元素来进行初始化。这非常有用，特别是当我们需要根据一组#define来保持某种映射关系的同步更新时。来看看一组错误码的定义，如：

/* Entries may not correspond to actual numbers. Some entries omitted. */

#define EINVAL 1

#define ENOMEM 2

#define EFAULT 3

/* ... */

#define E2BIG 7

#define EBUSY 8

/* ... */

#define ECHILD 12

/* ... */

现在，假设我们想为每个错误码提供一个错误描述的字符串。为了确保数组保持了最新的定义，无论头文件做了任何修改或增补，我们都可以用这个数组指定的语法。

char *err_strings[] = {
[0] = "Success",
[EINVAL] = "Invalid argument",
[ENOMEM] = "Not enough memory",
[EFAULT] = "Bad address",
/* ... */
[E2BIG ] = "Argument list too long",
[EBUSY ] = "Device or resource busy",
/* ... */
[ECHILD] = "No child processes"
/* ... */
};

 用结构体与联合体的字段名称来初始化数据是非常有用的。假设我们定义：

struct point {
  int x;
  int y;
  int z;
}

然后，我们这样初始化struct point：

struct point p = {.x = 3, .y = 4, .z = 5};

对联合体来说，我们可以使用相同的办法，只是我们只用初始化一个字段。 

#define FLAG_LIST(_) \
_(InWorklist) \
_(EmittedAtUses) \
_(LoopInvariant) \
_(Commutative) \
_(Movable) \
_(Lowered) \
_(Guard)

它定义了一个FLAG_LIST宏，这个宏有一个参数称之为 _ ，这个参数本身是一个宏，它能够调用列表中的每个参数。举一个实际使用的例子可能更能直观地说明问题。假设我们定义了一个宏DEFINE_FLAG，比如：

#define DEFINE_FLAG(flag) flag,
enum Flag {
  None = 0,
  FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)
  Total
};
#undef DEFINE_FLAG

对FLAG_LIST(DEFINE_FLAG)做扩展能够得到如下代码：

enum Flag {
  None = 0,
  DEFINE_FLAG(InWorklist)
  DEFINE_FLAG(EmittedAtUses)
  DEFINE_FLAG(LoopInvariant)
  DEFINE_FLAG(Commutative)
  DEFINE_FLAG(Movable)
  DEFINE_FLAG(Lowered)
  DEFINE_FLAG(Guard)
  Total
};

接着，对每个参数都扩展DEFINE_FLAG宏，这样我们就得到了enum如下：

enum Flag {
    None = 0,
    InWorklist,
    EmittedAtUses,
    LoopInvariant,
    Commutative,
    Movable,
    Lowered,
    Guard,
    Total
};

然后，我们可能要定义一些访问函数，这样才能更好地使用flag列表：

#define FLAG_ACCESSOR(flag) \
bool is##flag() const {\
    return hasFlags(1 << flag);\
}\
void set##flag() {\
    JS_ASSERT(!hasFlags(1 << flag));\
    setFlags(1 << flag);\
}\
void setNot##flag() {\
    JS_ASSERT(hasFlags(1 << flag));\
    removeFlags(1 << flag);\
}
FLAG_LIST(FLAG_ACCESSOR)
#undef FLAG_ACCESSOR

 这其实是使用C语言的宏来实现的非常有“创意”的一个功能。有些时候，特别是在进行内核编程时，在编译时就能够进行条件检查的断言，而不是在运行时进行，这非常有用。不幸的是，C99标准还不支持任何编译时的断言。

但是，我们可以利用预处理来生成代码，这些代码只有在某些条件成立时才会通过编译（最好是那种不做实际功能的命令）。有各种各样不同的方式都可以做到这一点，通常都是建立一个大小为负的数组或结构体。最常用的方式如下：

/* Force a compilation error if condition is false, but also produce a result
* (of value 0 and type size_t), so it can be used e.g. in a structure
* initializer (or wherever else comma expressions aren't permitted). */
/* Linux calls these BUILD_BUG_ON_ZERO/_NULL, which is rather misleading. */
#define STATIC_ZERO_ASSERT(condition) (sizeof(struct { int:-!(condition); }) )
#define STATIC_NULL_ASSERT(condition) ((void *)STATIC_ZERO_ASSERT(condition) )
/* Force a compilation error if condition is false */
#define STATIC_ASSERT(condition) ((void)STATIC_ZERO_ASSERT(condition))

STATIC_ASSERT(Total <= 32)

(void)sizeof(struct { int:-!(Total <= 32) })

(void)sizeof(struct { int: 0 })

(void)sizeof(struct { int: -1 } )

--- END ---

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