c - 用于识别 ANSI C 中损坏的自动生成接口(interface)层的静态断言

Question

问题

我试图找到静态(编译时)断言，以确保(尽可能好地)下面的事情。当我在自动代码生成上下文中使用它们时(请参阅下面的“背景”)，它们不必整洁，只需要中断编译，最好是零开销。不过，我们欢迎优雅的变体。

应检查以下内容:

类型标识

typedef T T1;
typedef T T2;
typedef X T3;
T1 a;
T2 b;
T3 c;

SA_M1(T1,T2); /* compilation */
SA_M1(T1,T3); /* compilation error */

SA_M2(a,b); /* compilation */
SA_M2(a,c); /* compilation error */

其中 X 和 T 是 C 类型(包括结构化、聚合、对象指针，不是那么重要的函数指针)。再次注意，一组部分成功的解决方案也有帮助。

我假设的一些解决方案将部分起作用:

• 比较尺寸
• 通过尝试取消引用来检查该类型是否为声明的指针。
• 对于无符号整数:将略微转换为大的值与预期的环绕值进行比较。
• 对于 float ，将 double 精确表示值与类型转换值进行比较(希望平台特定的舍入操作最好)

B 变量具有全局作用域

目前我的解决方案是简单地生成一个静态函数，它试图获取对全局变量的引用假设 X 是一个全局变量:

static void SA_IsGlobal_X() {(void) (&X == NULL); /* Dummy Operation */}

C 函数具有正确数量的参数

我还不知道。

D 如果一个函数的原型(prototype)符合预期

我还不知道。

E 如果函数或宏参数是编译时常量(

这里针对宏讨论这个问题:

Macro for use in expression while enforcing its arguments to be compile time constants

对于函数，包装器宏可以做到。

Z 考虑到下面的“背景”部分，您可能想检查的其他事项

首选的是可以使用 C89 完成的答案，在运行时、堆栈和(对于大多数编译器)代码大小方面成本为零。由于检查将自动生成，因此可读性并不那么重要，但我喜欢尽可能将检查放在静态函数中。

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背景:

我想提供 C 函数和接口(interface)生成器，以允许它们顺利地集成到不同的 C 框架中(即将推出 C++)。界面生成器的用户然后仅指定输入来自何处，以及哪些输出应该去往何处。选项至少是:

• RAW(已实现 - 应该使用)
• 来自接口(interface)函数参数，它是一种据说与我的输入/输出相同的类型(可能是结构或数组元素的字段)
• 来自 getter/setter 函数
• 来自全局变量
• 使用编译时间常数

我会:

• 要求非常详细的接口(interface)规范(包括规范错误)
• 使用解析器检查 typedef 和声明(包括工具错误和我的工具使用错误)

但这发生在生成时。除此之外:如果用户更改环境或采用我的函数的新主要版本(这可以通过宏检查版本来解决)，而无需再次运行界面生成器，我希望在编译时有最后一道防线.

几代人的结果代码可能接近最坏的情况:

#include "IFMyFunc.h" /* contains all user headers for the target framework(s) */
#include "MyFunc.h"

RetType IFMYFunc(const T1 a, const struct T2 * const s, T3 * const c)
{

   /* CHECK INTERFACE */
   CheckIFMyFunc();

   /* get d over a worst case parametrized getter function */
   const MyD_type d = getD(s->dInfo);

   /* do horrible call by value and reference stuff, f and g are global vars */
   c.c1 = MyFunc(a,s->b,c.c1,d,f,&(c->c2), &e,&g);

   set(e);

   /* return something by return value */ 
   return e;
}

(我很确定我会限制组合)。

static void CheckIFMyFunc(void)
{
    /* many many compile time checks of types and specifications */
}

或者我将提供一段直接注入(inject)的代码(本地 block )——这是一个可怕的架构，但如果我们不能足够快地放弃一些由一些遗留脚本支持的框架工作，则可能是必要的。

Answer 1

对于A，会提议:

#define SA_M1(A, B)            \
        do {                   \
                A ___a;        \
                B ___b = ___a; \
                (void)___b;    \
        } while (0)

对于 D(我会说 C 已经由 D 完成)

typedef int (*myproto)(int a, char **c);

#define FN_SA(Ref, Challenger) \
        do { \
                Ref ___f = Challenger; \
                (void) ___f; \
        } while (0)

void test(int argc, char **argv);

int main(int argc, char **argv)
{
        FN_SA(myproto, main);
        FN_SA(myproto, test); /* Does not compile */
        return 0;
}

然而，void * 仍然存在一些问题: 在 C 中，任何指针都可以转换为 void *，这可能会使 A 的解决方案在某些情况下失败....

顺便说一句，如果您打算在此期间使用 C++，您可以只使用 C++ 模板等来完成此测试。恕我直言，会更加干净可靠。