gcc -E 不扩展 C11 _Generic 表达式答案

【问题标题】：gcc -E does not expand C11 _Generic expressionsgcc -E 不扩展 C11 _Generic 表达式
【发布时间】：2015-05-27 01:46:44
【问题描述】：

在 C11 库项目中，我有几个使用泛型在共享宏名称下公开的宏函数，如下所示：

#define signum(operand) _Generic( (operand),    \
    unsigned long long:  __signum_i4, unsigned long:  __signum_i3, unsigned int:  __signum_i2, unsigned short: __signum_i1, unsigned char: __signum_i0,     \
    signed long long:    __signum_i4, signed long:    __signum_i3, signed int:    __signum_i2, signed short:   __signum_i1, signed char:   __signum_i0, \
    long double:         __signum_f2, double:         __signum_f1, float:         __signum_f0,  \
    complex long double: __signum_c2, complex double: __signum_c1, complex float: __signum_c0   \
) (operand)

它们似乎工作得很好，但出于分析原因，我想为一些测试用例创建预处理源，以便我可以验证编译器是否选择了预期的泛型替换。但是，当使用 gcc -E 时，我会得到这样的半扩展输出：

 assert(_Generic( (0LL), unsigned long long: __signum_i4, unsigned long: __signum_i3, unsigned int: __signum_i2, unsigned short: __signum_i1, unsigned char: __signum_i0, signed long long: __signum_i4, signed long: __signum_i3, signed int: __signum_i2, signed short: __signum_i1, signed char: __signum_i0, long double: __signum_f2, double: __signum_f1, float: __signum_f0, _Complex long double: __signum_c2, _Complex double: __signum_c1, _Complex float: __signum_c0 ) (0LL) == 0);
 assert(_Generic( (+1LL), unsigned long long: __signum_i4, unsigned long: __signum_i3, unsigned int: __signum_i2, unsigned short: __signum_i1, unsigned char: __signum_i0, signed long long: __signum_i4, signed long: __signum_i3, signed int: __signum_i2, signed short: __signum_i1, signed char: __signum_i0, long double: __signum_f2, double: __signum_f1, float: __signum_f0, _Complex long double: __signum_c2, _Complex double: __signum_c1, _Complex float: __signum_c0 ) (+1LL) == +1);
 ...

我假设 _Generic 是一个预处理器功能，因此希望通用宏可以像这样完全扩展：

assert(__signum_i4(0LL) == 0);
assert(__signum_i4(+1LL) == +1);
assert(__signum_i4(-1LL) == -1);
...

有没有办法使用 gcc 标志来实现这一点？

【问题讨论】：

标签： c generics gcc c-preprocessor

【解决方案1】：

我假设 _Generic 是一个预处理器功能

实际上不是，如C11 draft 中所述，它是primary-expression，（identifier 或string literal 也是如此）。所以它是由 C 编译器而不是预处理器处理的。

关于问题的第二部分：

有没有办法使用 gcc 标志来实现这一点？

您可以转储 GIMPLE 树，它是 C 被解析后的中间表示，它将为您提供接近您正在寻找的东西：

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#define cbrt(X) _Generic((X), long double: cbrtl, \
                              default: cbrt, \
                              float: cbrtf)(X)

int main(void)
{
    long double a = 0.0;
    printf("%e\n", cbrt(a));
    return 0;
}

然后：

$ gcc -c -fdump-tree-gimple main.c

结果：

main ()
{
  long double D.3241;
  int D.3242;
  long double a;

  a = 0.0;
  D.3241 = cbrtl (a);
  printf ("%e\n", D.3241);
  D.3242 = 0;
  return D.3242;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

_Generic (C11, 6.5.1.1) 显然需要关于控制表达式类型的信息。这显然只由编译器提供，而不是预处理器。所以它是编译器的一部分（6.5.1 - 主表达式）。

我有点想知道为什么这被称为预处理器功能（不仅是您，还有可能是网站！）。我想因为它在宏中才有意义，因为在普通函数中类型是已知的。

旁注（与显示的代码无关，但很重要）：关联列表中可能只有一种兼容类型。它不会区分 - 例如 - int 和 typdef int MyInt; 或 const int（实际上最多只允许一个，6.5.1.1/constraint 2）。

【讨论】：

我猜很多人确实本能地将它与预处理器联系起来，因为它只在宏定义中有用，宏定义是主要的预处理器素材。鉴于它不是，那么观察到的行为是完全合理的。所以为了细化问题，你知道编译器替换_Generic表达式后是否有gcc编译器标志来输出源代码？
好吧，我不怪你，但实际上很多网站都这么称呼它。我自己被误导了，直到我想知道 cpp 从哪里得到类型信息。我只需要仔细检查它在编译器语法中的位置。对于标志：您可能会获得 RTL 或类似的，但必须弄清楚它是在哪里创建的。仅查看汇编程序输出可能更容易（我只是为此使用 objdump）。使用 -O0，否则您可能无法在期望的位置找到东西（不过，很大程度上取决于拱门）。

【解决方案3】：

我假设 _Generic 是一个预处理器功能......

不是。它被视为运算符，并记录在 C11 标准的第 6.5.1.1 节第 6.5.1 节表明 generic-selection 是一种 primary -表达式.

【讨论】：