在上面的教程中，我們學(xué)會(huì)了變參函數(shù)的定義和使用，基本套路就是使用 va_list、va_start、va_end 等宏，去解析那些可變參數(shù)列表我們找到這些參數(shù)的存儲(chǔ)地址后，就可以對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行處理了：要么自己動(dòng)手，自己處理；要么繼續(xù)調(diào)用其它函來(lái)處理。
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重慶分公司
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void print_num(int count, ...)
{
va_list args;
va_start(args,count);
for(int i = 0; i < count; i++)
{
printf("*args: %d\n",*(int *)args);
args += 4;
}
}
void __attribute__((format(printf,2,3))) LOG(int k,char *fmt,...)
{
va_list args;
va_start(args,fmt);
vprintf(fmt,args);
va_end(args);
}GNU C 覺(jué)得這樣不過(guò)癮，再來(lái)個(gè)猛錘：干脆宏定義也支持變參吧！
這一節(jié)我們要學(xué)習(xí)一下可變參數(shù)宏的定義和使用。其實(shí)，C99 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)支持了這個(gè)特性，但是其它的編譯器不太給力，對(duì) C99 標(biāo)準(zhǔn)的支持不是很好，只有 GNU C 支持這個(gè)功能，所以有時(shí)候我們也把這個(gè)可變參數(shù)宏看作是 GNU C 的一個(gè)語(yǔ)法擴(kuò)展。 上面的 LOG 函數(shù)，如果我們想使用一個(gè)變參宏實(shí)現(xiàn)，就可以直接這樣定義。
#define LOG(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)
#define DEBUG(...) printf(__VA_ARGS__)
int main(void)
{
LOG("Hello! I'm %s\n","Wanglitao");
DEBUG("Hello! I'm %s\n","Wanglitao");
return 0;
}變參宏的實(shí)現(xiàn)形式其實(shí)跟變參函數(shù)差不多：用 ... 表示變參列表，變參列表由不確定的參數(shù)組成，各個(gè)參數(shù)之間用逗號(hào)隔開?？勺儏?shù)宏使用 C99 標(biāo)準(zhǔn)新增加的一個(gè) VA_ARGS__ 預(yù)定義標(biāo)識(shí)符來(lái)表示前面的變參列表，而不是像變參函數(shù)一樣，使用 va_list、va_start、va_end 這些宏去解析變參列表。預(yù)處理器在將宏展開時(shí)，會(huì)用變參列表替換掉宏定義中的所有VA_ARGS__ 標(biāo)識(shí)符。
使用宏定義實(shí)現(xiàn)一個(gè)變參打印功能，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，它的實(shí)現(xiàn)甚至比變參函數(shù)還方便！內(nèi)核中的很多打印宏，經(jīng)常使用可變參數(shù)宏來(lái)實(shí)現(xiàn)，宏定義一般為下面這個(gè)格式。
#define LOG(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)在這個(gè)宏定義中，有一個(gè)固定參數(shù)，通常為一個(gè)格式字符串，后面的變參用來(lái)打印各種格式的數(shù)據(jù)，跟前面的格式字符串相匹配。這種定義方式有一個(gè)漏洞，即當(dāng)變參為空時(shí)，宏展開時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤。
#define LOG(fmt,...) printf(fmt,__VA_ARGS__)
int main(void)
{
LOG("hello\n");
return 0;
}上面這個(gè)程序編譯時(shí)就會(huì)通不過(guò)，產(chǎn)生一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤。這是因?yàn)?，我們只給 LOG 宏傳遞了一個(gè)參數(shù)，而變參為空。當(dāng)宏展開后，就變成了下面這個(gè)樣子。
printf("hello\n", );宏展開后，在第一個(gè)字符串參數(shù)的后面還有一個(gè)逗號(hào)，所以就產(chǎn)生了一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤。我們需要繼續(xù)對(duì)這個(gè)宏進(jìn)行改進(jìn)，使用宏連接符 ##，來(lái)避免這個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤。
我們接下來(lái)，使用宏連接符 ## 來(lái)改進(jìn)上面的宏。
宏連接符 ## 的主要作用就是連接兩個(gè)字符串，我們?cè)诤甓x中可以使用 ## 來(lái)連接兩個(gè)字符。預(yù)處理器在預(yù)處理階段對(duì)宏展開時(shí)，會(huì)將 ## 兩邊的字符合并，并刪除 ## 這兩個(gè)字符。
#define A(x) a##x
int main(void)
{
int A(1) = 2; //int a1 = 2;
int A() = 3; //int a=3;
printf("%d %d\n",a1,a);
return 0;
}如上面的程序，我們定義一個(gè)宏。
#define A(x) a##x這個(gè)宏的功能就是連接字符 a 和 x。在程序中，A(1) 展開后就是 a1，A( ) 展開后就是 a。我們使用 printf( ) 函數(shù)可以直接打印變量 a1、a 的值，因?yàn)楹暾归_后，就相當(dāng)于使用 int 關(guān)鍵字定義了兩個(gè)整型變量 a1 和 a。上面的程序可以編譯通過(guò)，運(yùn)行結(jié)果如下。
2 3知道了宏連接符 ## 的使用方法，我們接下來(lái)就可以就對(duì) LOG 宏做一些修改。
#define LOG(fmt,...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__)
int main(void)
{
LOG("hello\n");
return 0;
}我們?cè)跇?biāo)識(shí)符 __VA_ARGS__ 前面加上宏連接符 ##，這樣做的好處是，當(dāng)變參列表非空時(shí)，## 的作用是連接 fmt，和變參列表，各個(gè)參數(shù)之間用逗號(hào)隔開，宏可以正常使用；當(dāng)變參列表為空時(shí)，## 還有一個(gè)特殊的用處，它會(huì)將固定參數(shù) fmt 后面的逗號(hào)刪除掉，這樣宏也就可以正常使用了。
當(dāng)我們定義一個(gè)變參宏時(shí)，除了使用預(yù)定義標(biāo)識(shí)符 __VA_ARGS__ 表示變參列表外，還可以使用下面這種寫法。
#define LOG(fmt,args...) printf(fmt, args)使用預(yù)定義標(biāo)識(shí)符 VA_ARGS 來(lái)定義一個(gè)變參宏，是 C99 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的寫法。而上面這種格式是 GNU C 擴(kuò)展的一個(gè)新寫法。我們不再使用VA_ARGS，而是直接使用 args... 來(lái)表示一個(gè)變參列表，然后在后面的宏定義中，直接使用 args 代表變參列表就可以了。
跟上面一樣，為了避免變參列表為空時(shí)的語(yǔ)法錯(cuò)誤，我們也需要添加一個(gè)連接符##。
#define LOG(fmt,args...) printf(fmt,##args)
int main(void)
{
LOG("hello\n");
return 0;
}使用這種方式，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這種寫法比使用 __VA_ARGS__ 看起來(lái)更加直觀和方便。
可變參數(shù)宏在內(nèi)核中主要用于日志打印。一些驅(qū)動(dòng)模塊或子系統(tǒng)有時(shí)候會(huì)定義自己的打印宏，可以支持打印開關(guān)、打印格式、優(yōu)先級(jí)控制等。如在 printk.h 頭文件中，我們可以看到 pr_debug 宏的定義。
#if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
#define pr_debug(fmt, ...) \
dynamic_pr_debug(fmt, ##__VA_ARGS__)
#elif defined(DEBUG)
#define pr_debug(fmt, ...) \
printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#else
#define pr_debug(fmt, ...) \
no_printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
#endif
#define dynamic_pr_debug(fmt, ...) \
do { \
DEFINE_DYNAMIC_DEBUG_METADATA(descriptor, fmt); \
if (unlikely(descriptor.flags \
& _DPRINTK_FLAGS_PRINT)) \
__dynamic_pr_debug(&descriptor, pr_fmt(fmt), \
##__VA_ARGS__); \
} while (0)
static inline __printf(1, 2)
int no_printk(const char *fmt, ...)
{
return 0;
}
#define __printf(a, b) \
__attribute__((format(printf, a, b)))看到這個(gè)宏定義，不得不佩服宏的作者。一個(gè)小小的宏，綜合運(yùn)用各種技巧和知識(shí)點(diǎn)，把 C 語(yǔ)言發(fā)揮到極致！
這個(gè)宏定義了三個(gè)版本。如果我們?cè)诰幾g內(nèi)核時(shí)有動(dòng)態(tài)調(diào)試選項(xiàng)，那么這個(gè)宏就定義為 dynamicprdebug。如果沒(méi)有配置動(dòng)態(tài)調(diào)試選項(xiàng)，那我們還可以通過(guò) DEBUG 這個(gè)宏，來(lái)控制這個(gè)宏的打開和關(guān)閉。
no_printk() 作為一個(gè)內(nèi)聯(lián)函數(shù)，定義在 printk.h 頭文件中，而且通過(guò) format 屬性聲明，指示編譯器按照 printf 標(biāo)準(zhǔn)去做參數(shù)格式檢查。
最有意思的是 dynamicprdebug 宏，宏定義采用 do{ ... }while(0) 結(jié)構(gòu)。這看起來(lái)貌似有點(diǎn)多余，有它沒(méi)它，我們的宏都可以工作。反正都是執(zhí)行一次，為什么要用這種看似“畫蛇添足”的循環(huán)結(jié)構(gòu)呢？道理很簡(jiǎn)單，這樣定義就是為了防止宏在條件、選擇等分支結(jié)構(gòu)的語(yǔ)句中展開后，產(chǎn)生宏歧義。
比如我們定義一個(gè)宏，由兩條打印語(yǔ)句構(gòu)成。
#define DEBUG() \
printf("hello ");printf("else\n")
int main(void)
{
if(1)
printf("hello if\n");
else
DEBUG();
return 0;
}程序運(yùn)行結(jié)果如下。
hello if
else理論情況下，else 分支是執(zhí)行不到的。但通過(guò)運(yùn)行結(jié)果可以看到，程序也執(zhí)行了 else 分支的一部分代碼。這是因?yàn)槲覀兌x的宏由多條語(yǔ)句組成，直接展開后，就變成了下面這樣。
int main(void)
{
if(1)
printf("hello if\n");
else
printf("hello ");
printf("else\n")；
return 0;
}多條語(yǔ)句在宏調(diào)用處直接展開，就破壞了程序原來(lái)的 if-else 分支結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致程序邏輯發(fā)生變化，所以你才會(huì)看到 else 分支的非正常打印。而采用 do{ ... }while(0) 這種結(jié)構(gòu)，可以將我們宏定義中的復(fù)合語(yǔ)句包起來(lái)，宏展開后，就是一個(gè)代碼塊，就避免了這種邏輯錯(cuò)誤。
一個(gè)小小的宏，暗藏各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，綜合使用各種技巧，仔細(xì)分析下來(lái)，就能學(xué)到很多知識(shí)。大家在以后的工作和學(xué)習(xí)中，可能會(huì)接觸到各種各樣、形形×××的宏，只要我們有牢固的 C 語(yǔ)言基礎(chǔ)，熟悉 GNU C 的常用擴(kuò)展語(yǔ)法，再遇到這樣類似的宏，我們都可以慢慢去分析了。不用怕，只有自己真正分析過(guò)，才算真正掌握，才能轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)和能力，才能領(lǐng)略它的精妙之處。
本教程根據(jù) C語(yǔ)言嵌入式Linux高級(jí)編程視頻教程 第05期 改編，電子版書籍可加入QQ群：475504428 下載，更多嵌入式視頻教程，可關(guān)注：
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