C 预处理器通过连接和字符串化生成宏

Question

我有一组目标宏，我想根据选择的宏为其生成别名，如下所示：

选择宏：

#define I2C_MODULE 1

别名宏（概念形式）：

#define I2C_MODULE_BASE I2C<Value of I2C_MODULE>_BASE
#define I2C_MODULE_NVIC INT_I2C<Value of I2C_MODULE>

目标宏（来自我无法控制的外部文件）：

#define INT_I2C0   24 
#define INT_I2C1   53
...
#define I2C0_BASE  0x40020000
#define I2C1_BASE  0x40021000
...

我想让预处理器根据选择宏 I2C_MODULE，但在大量阅读 Q1, P1 和许多我忘记的其他参考资料之后，我最终对它们的值进行了硬编码。下面我展示了我当前的工作定义，然后是我最后一次失败的生成宏的尝试：

什么有效：

#define I2C_MODULE 1
#define I2C_MODULE_BASE I2C1_BASE
#define I2C_MODULE_NVIC INT_I2C1

什么不起作用：

#define I2C_MODULE 1
#define STR_HELPER(x) #x
#define STR(x) STR_HELPER(x)

/* Attempt 1 */
#define I2C_MODULE_BASE "I2C" STR(I2C_MODULE) "_BASE"
#define I2C_MODULE_NVIC "INT_I2C" STR(I2C_MODULE)

/* Attempt 2 */
#define _I2C_MODULE_BASE "I2C" STR(I2C_MODULE) "_BASE"
#define _I2C_MODULE_NVIC "INT_I2C" STR(I2C_MODULE)
#define I2C_MODULE_BASE _I2C_MODULE_BASE
#define I2C_MODULE_NVIC _I2C_MODULE_NVIC

编辑：我扩展了以到达我想要的位置，如下所示：

#define PASTE2(a, b) a ## b
#define PASTE3(a, b, c) a ## b ## c

#define _I2C_MODULE_BASE(x) PASTE3(I2C, x, _BASE)
#define _I2C_MODULE_NVIC(x) PASTE2(INT_I2C, x)

#define I2C_MODULE_BASE _I2C_MODULE_BASE(I2C_MODULE)
#define I2C_MODULE_NVIC _I2C_MODULE_NVIC(I2C_MODULE)

Answer 1

只需使用 #if / #else / #endif

#if (I2C_MODULE == 0)
#define I2C_MODULE_BASE I2C0_BASE
#define I2C_MODULE_NVIC INT_I2C0
#elif (I2C_MODULE == 1)
#define I2C_MODULE_BASE I2C1_BASE
#define I2C_MODULE_NVIC INT_I2C1
#else
#error Unknown configuration
#endif

Answer 2

这似乎有效：

#define I2C_MODULE 1

//Alias macros (conceptual form):
//#define I2C_MODULE_BASE I2C<Value of I2C_MODULE>_BASE
//#define I2C_MODULE_NVIC INT_I2C<Value of I2C_MODULE>

//Target macros (from an external file out of my control):

#define INT_I2C0   24 
#define INT_I2C1   53

#define I2C0_BASE  0x40020000
#define I2C1_BASE  0x40021000

#define PASTE2(a, b) a ## b
#define PASTE3(a, b, c) a ## b ## c

#define I2C_MODULE_BASE(x) PASTE3(I2C, x, _BASE)
#define I2C_MODULE_NVIC(x) PASTE2(INT_I2C, x)

extern int i2c_module_base = I2C_MODULE_BASE(I2C_MODULE);
extern int i2c_module_nvic = I2C_MODULE_NVIC(I2C_MODULE);

extern int i2c_module_base_0 = I2C_MODULE_BASE(0);
extern int i2c_module_nvic_0 = I2C_MODULE_NVIC(0);

extern int i2c_module_base_1 = I2C_MODULE_BASE(1);
extern int i2c_module_nvic_1 = I2C_MODULE_NVIC(1);

示例输出（来自 cpp）：

# 1 "xx.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "xx.c"
# 21 "xx.c"
extern int i2c_module_base = 0x40021000;
extern int i2c_module_nvic = 53;

extern int i2c_module_base_0 = 0x40020000;
extern int i2c_module_nvic_0 = 24;

extern int i2c_module_base_1 = 0x40021000;
extern int i2c_module_nvic_1 = 53;

它与我对 C preprocessor and token concatenation 的回答密切相关。

毫无疑问，I2C_MODULE_BASE和I2C_MODULE_NVIC宏可以有其他的写法，但关键是：

使用 ## 标记粘贴运算符（不是 # 字符串化运算符）。
使用两级宏（例如，I2C_MODULE_BASE 和 PASTE3）。

Answer 3

我怀疑您正在编写一个 I2C 驱动程序，它通常可以在同一个微控制器中处理多个 I2C 硬件外围设备，而无需多次重写所有相同的代码。

在那种情况下，您真正要找的可能是这样的：

#define I2C1 ((volatile uint8_t*)0x12345678)  // address of first hw register for I2C1
#define I2C2 ((volatile uint8_t*)0x55555555)  // address of first hw register for I2C2

/* map all registers used for I2C, they will have same register layout for every 
   peripheral no matter which one:  */
#define I2C_CONTROL(base) (*(base + 0))
#define I2C_DATA(base)    (*(base + 1))
...


// create some dummy typedef to make your functions look nice:
typedef volatile uint8_t* I2C_t; 


// define whatever functions you need in the driver:
void i2c_init (IC2_t bus);
void i2c_send (I2C_t bus, const uint8_t* data, size_t n);
...

// implement functions in a bus-independent way:
void i2c_init (IC2_t bus)
{
  I2C_CONTROL(bus) = THIS | THAT; // setup registers
}


// caller code:

i2c_init(I2C1);
i2c_init(I2C2);
...
i2c_send(I2C1, "hello", 5);
i2c_send(I2C2, "world", 5);

C 预处理器通过连接和字符串化生成宏

C Preprocessor generate macros by concatenation and stringification

c

concatenation

stringification

c-preprocessor