总述

关于宏的使用，大家通常只会简单地定义一个符号常量，例如像这样的语句：#define WHEEL_SCALE_MM 0.53f。

然而，除了简单的符号常量定义之外，宏还有另一个很有用的功能，那就是使用##运算符进行粘贴。通过使用#define和这个特殊的运算符，我们可以创建一个宏来定义函数指针列表，并进一步查询和执行这些函数。

接下来，让我们开始今天的分享。首先，我们将进行一些常规的描述，然后会分享关于”##”粘贴运算符的妙用。

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[__size];

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[64];

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 *p
  p = __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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