如何强制 GCC 编译器在编译时计算常量值？答案

【问题标题】：How to force GCC compiler to calculate constant values at compile time?如何强制 GCC 编译器在编译时计算常量值？
【发布时间】：2015-08-12 09:37:29
【问题描述】：

我有以下代码（CPU Atmel AVR ATmega64A）：

#define UO_ADC1023  265
#define UREF_180V   (1023*180/UO_ADC1023)
....
if(ADC > UREF180) {do_something();}

这应该将 UREF_180V 评估为 694.87...，并且应该将此值四舍五入（更好）到 695 或向下（较差）到 694，以便与 ADC 寄存器进行比较。

但是我在编译时有integer overflow 警告。据此，我认为编译器生成的代码会在运行时计算 (1023*180/UO_ADC1023)，这对我来说非常糟糕。

我想避免自己计算这些常量（#define UREF_180V 695 在这种情况下我可以确定它们确实是文字）以使代码更加灵活和可读。我还希望能够在编译器之后检查这些值。

所以问题是：

【问题讨论】：

【解决方案1】：

AVR 上的int 是 16 位的。告诉编译器改用long（因为 1023 * 180 会溢出）。

#define UREF_180V   (1023L * 180 / UO_ADC1023)

【讨论】：

【解决方案2】：

宏被插入到调用的地方，之后可以编译它们的内容。

在 C++11 中，您可以在编译时使用 constexpr 计算表达式，如下所示：

constexpr auto UREF_180V = 1023*180/UO_ADC1023;

由于所有数字均为ints，因此结果为694。要正确舍入它，您必须将其中一个值更改为浮点数并创建一个 constexpr 舍入函数，该函数可以在编译时调用。

至于查号码可以用static_assert(695 == UREF_180V, "");。

要编译 C++11 代码，请将 -std=c++11 添加到您的编译器选项中。（您可能必须切换到 C++ 项目，我不完全确定 AtmelStudio 是否支持 C++11，如果不支持，我很抱歉）

【讨论】：

我不确定是否可以在我的工具链中使用С++11。如何使用 C++11 扩展？我应该改变我的工具链吗？或者我可以通过任何命令行选项“打开它”？
首先您必须检查是否可以编译纯 C++。创建一个 .cpp 文件并尝试编译它。如果它不起作用，您可能必须切换到 C++ 工具链或创建一个新的 C++ 项目（我不知道您的 IDE 如何处理此问题）。一旦编译 C++ 工作，查找编译器选项文本字段并将-std=c++11 粘贴到那里并尝试从这个答案编译代码。

【解决方案3】：

请参阅 -fmerge-all-constants 命令、-fgcse、-fsee 或更好的命令，请参阅此处：https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.2.2/gcc/Optimize-Options.html

尽管如此，正如 welternsturm 所提到的，整数溢出可能是代码中语义错误的一部分

【讨论】：

我不太熟悉这种编译器精简调整...您能否建议我是否应该使用所有这三个命令，或者我应该选择一个或几个取决于哪个对我有用？我已通过您提供给我的链接阅读了描述，但描述很短，我没有足够的知识自行选择它:(
另外：我无法在 IDE 的项目选项中编辑命令之类的选项。这是屏幕截图：goo.gl/glQjfd 你知道如何在 Atmel Studio 中编辑编译器选项吗？
gcc 有各种级别的编译器优化，O0、01、O2、O3、Os 等等。在每个级别中都有个人优化，就像我上面提到的三个，是的，您必须选择一个或几个取决于哪个更适合您的目的，但是，如果您愿意，您可以使用一个级别，例如每个示例的 O2，它具有 O1 的所有编译器优化，即 O3 具有所有 O2 优化等。对于每个编译器选项，例如：-ftree-vrp，有一个命令可以将其关闭，例如：-fno-tree-vrp。我对 Atmel Studio 兄弟一无所知，我欠你的，对不起。