使用以前未定义的宏时不会出现编译器错误

Question

请问为什么下面的代码编译器不报错？这是 flash.h 文件：

#ifndef _FLASH_H_
#define _FLASH_H_
#define BANK_A    0
#define BANK_B    1
#define BANK_C    3
#define FLASH_IS_BUSY         (FCTL3 & BUSY)//FCTL3 and BUSY are defined in msp430f5438a.
#endif

这是 main.c 文件：

#include "flash.h"
#include <msp430f5438a.h>
void main(void)
{
   while(1)
   {
      ;
   }
}

问题是我不明白编译器为什么不在这一行报错：

#define FLASH_IS_BUSY         (FCTL3 & BUSY)

因为（据我所知）编译器无法知道FCTL3和BUSY是什么意思。这两个宏在 msp430f5438a.h 中定义如下：

#define FCTL3  (*((unsigned char*)0x0144u))
#define BUSY   0x01

但是 flash.h 包含在 msp430f5438a.h 之前编译器如何解析这些符号：FCTL3 和 BUSY？

Answer 1

这里要注意的是，#define在预处理阶段作为文本替换，它们与变量声明或定义不同。

在您的 header 文件中，您只定义了 FLASH_IS_BUSY 宏，但在您的代码中，您没有使用它。甚至，如果您使用过它，在 main() 之前，header #include <msp430f5438a.h> 就在那里，这使得 FCTL3 和 BUSY 的定义对您可用代码，如果使用的话。

TL;DRFLASH_IS_BUSY宏定义在header文件中不需要FCTL3 和 BUSY 已经被定义。例如，您可以使用 -D 选项和 gcc 提供这些 MACRO 值，它们根本不需要出现在代码中。

也就是说，main()的推荐签名是int main(void)

Answer 2

您没有使用FLASH_IS_BUSY，所以预处理器不会替换不正确的语法。

顺便说一下，在较旧的 C 标准（和较新的 C++ 标准）中编写 while(1); 时要小心，因为您的程序的行为是未定义的。

见Is while(1); undefined behavior in C?

Answer 3

限制您问题的特定主题（预处理器替换），其中：

#define FLASH_IS_BUSY (FCTL3 & BUSY)

您没有以任何方式使用 FCTL3 和 BUSY。您只是在指示编译器执行文本替换。它不需要知道任何关于它们的信息。

然而，当您像这样在代码中使用它时：

int flags = FLASH_IS_BUSY;

它将执行第一次替换：

int flags = (FCTL3 & BUSY);

替换循环将继续，直到有东西要替换（或达到硬阈值）。如果你忘记包含 msp430f5438a.h 那么上面的代码将不会简单地编译（因为 FCTL3 和 BUSY 是未知的），但是如果你包含正确的头文件（无论顺序如何：msp430f5438a.h 首先或 flash.h 首先）它们将被预处理器替换为它们的实际值，您将拥有正确的代码：

int flags = ((*((unsigned char*)0x0144u)) & 0x01);

现在预处理器完成，编译器（启用优化时）将（可能！！！）直接用文字值替换 flags。

备注：

您的 main() 签名不标准。它应该（对于托管环境）为 int main(void) 或 int main(int argc, char* argv[])。另见 What is the proper declaration of main?. Note that if your compiler allows void main(void) signature then it's not wrong but it's just non-standard. However Lunding highlighted that in freestanding environments main() function, according to C standard, signature is completely implementation-defined. See his enlightening post: Why is the type of the main function in C and C++ left to the user to define?
我知道 while(1) 只是说明性的（它不是您的 真实的 代码）但它可能是早期 C 规范中的 UB。我不会在这里重复这个（长）讨论然后请参考 Are compilers allowed to eliminate infinite loops? 进一步研究。
u 后缀不是必需的，在 C 中整数文字总是非负的，那么 u 只是多余的。然而，某些特定准则（例如在关键系统中，请参阅 MISRA）可能要求明确（向读者）常量旨在成为非负整数。
您的空循环可能会被简单地优化掉。编译器可以自由选择不为 ; 生成任何代码。 Various workarounds exists 如果你想让它便携。

使用以前未定义的宏时不会出现编译器错误

No compiler error when macros that weren't previously defined are used

c

compiler-errors

macros

preprocessor-directive