重复代码的 C/C++ 宏答案

【问题标题】：C/C++ macro to repeat code重复代码的 C/C++ 宏
【发布时间】：2015-01-15 00:08:23
【问题描述】：

有没有办法用宏重复一个 C 代码 N 次？ N 也是一个宏。
例如，如果我有这个宏：

#define N 5  
#define COODE "nop\n\t"
#define REPEAT [...]

当我调用 repeat 时，预处理器会写入 CODE N 次，所以

 __asm__(REPEAT);

会变成

__asm__("nop\n\t""nop\n\t""nop\n\t""nop\n\t""nop\n\t");

我有一个 Arduino，它必须等待一个精确的（并且很小，大约 10-15 个）时钟数。每个“nop”（无操作）都需要 1 个时钟周期来执行，它什么也不做。我不能只做一个循环，因为每个循环都在多个操作中执行（初始化计数器，递增计数器，检查是否到达结束），所以我不想手动编写“nop\n\t”有一个宏。这样我也可以简单地更改 N 来修改程序而无需重写它。

提前谢谢你

【问题讨论】：

计算出设置循环所需的时间，以及进行一次迭代所需的时间...如果所需时间大于总和，则根据需要进行设置加上尽可能多的迭代几乎达到您的总数，然后只需几个nops 即可完成延迟。编写起来更费力，但更紧凑。
..如果延迟不是那么长，请尝试使用 5 nops 的宏来节省输入，但我认为没有办法制作“粘贴此 N 次" 你所要求的宏。
您可以创建 n 个宏，其中 n 是您可能需要的最大重复次数。像#define _5(x) x ## _4(x) 这样的东西，_1(x) ... _4(x) 看起来很相似
许多汇编语言都有用于重复代码块的宏。您可能想在汇编代码中编写延迟。
看看stackoverflow.com/questions/319328/… 使用宏生成循环

标签： c++ c macros arduino metaprogramming

【解决方案1】：

根据 Chris A 的回答，这里有一个更简单的方法，似乎也对我有用：

template< unsigned N > 
inline static void nops(){
    asm ("nop");
    nops< N - 1 >();
}

template<> inline void nops<0>(){};

void setup() {
  nops<10>();
}

https://godbolt.org/z/a7MMea

【讨论】：

【解决方案2】：

以下代码适用于 GNU C，

#define NOP __asm__("nop")

#define ten(a)     a;a;a;a;a;a;a;a;a;a
#define handred(a) ten(ten(a))


int
main()
{
    handred(NOP);
    return 0;
}

编译调试：

code@lab:~/debug$ gcc -g -o debug_NOP debug_NOP.c
code@lab:~/debug$ gdb -q --nh debug_NOP
Reading symbols from debug_NOP...done.
(gdb) set disassembly-flavor intel
(gdb) start
Temporary breakpoint 1 at 0x664: file debug_NOP.c, line 10.
Starting program: /home/code/debug/debug_NOP 

Temporary breakpoint 1, main () at debug_NOP.c:10
10      handred(NOP);
(gdb) disassemble 
Dump of assembler code for function main:
   0x0000555555554660 <+0>: push   rbp
   0x0000555555554661 <+1>: mov    rbp,rsp
=> 0x0000555555554664 <+4>: nop
   0x0000555555554665 <+5>: nop
   0x0000555555554666 <+6>: nop
   0x0000555555554667 <+7>: nop
   0x0000555555554668 <+8>: nop
   0x0000555555554669 <+9>: nop
   ....
   0x00005555555546c6 <+102>:   nop
   0x00005555555546c7 <+103>:   nop
   0x00005555555546c8 <+104>:   mov    eax,0x0
   0x00005555555546cd <+109>:   pop    rbp
   0x00005555555546ce <+110>:   ret    
End of assembler dump.

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您想在不包含整个库或使用定义的情况下执行此操作，则可以使用 simple 递归模板：

//By Christopher Andrews, released under MIT licence.

template< unsigned N > struct Nops{
  static void generate() __attribute__((always_inline)){
    __asm__ volatile ("nop");
    Nops< N - 1 >::generate();
  }
};
template<> struct Nops<0>{ static inline void generate(){} };

void setup() {
  Nops<10>::generate();
}

void loop(){}

这将生成所需的确切数量的 nop。

0000010a 设置：
10a: 00 00 无
10c: 00 00 无
10e: 00 00 无
110: 00 00 无
112: 00 00 无
114: 00 00 无
116: 00 00 无
118: 00 00 无
11a: 00 00 无
11c: 00 00 无
11e: 08 95 回复

我在 Arduino 的 TFT 驱动程序中使用了这种方法。

编辑：

还有另一种方法可以在使用 avr-gcc 编译的 AVR 上轻松执行此操作。我假设这可能不适用于较旧的工具链。

为了将执行延迟特定数量的周期，GCC 实现

void __builtin_avr_delay_cycles (unsigned long ticks) ticks 是延迟执行的刻度数。请注意，这个内置的不考虑可能增加的中断的影响延迟时间。 ticks 必须是编译时整数常量；延误与不支持可变数量的循环

从这里：https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.7.1/gcc/AVR-Built_002din-Functions.html

【讨论】：

+1 用于 C++ 非预处理器解决方案。这正是在编译时使用模板编程展开循环非常有用的边缘情况之一。

【解决方案4】：

Boost 有 Boost.Preprocessor 来做这件事。来自：

http://www.boost.org/doc/libs/1_57_0/libs/preprocessor/doc/index.html

BOOST_PP_REPEAT

对于您的代码：

#include <boost/preprocessor/repetition/repeat.hpp>

#define OP(z, n, text) text
...
__asm__( BOOST_PP_REPEAT(5, OP, "noop\n"\t);

【讨论】：