如何解释 C 预处理器输出中的 # 前缀行？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何解释 C 预处理器输出中的 # 前缀行？

【英文标题】：How to interpret #-prefixed lines in C preprocessor output?

【发布时间】：2018-03-05 11:51:50

【问题描述】：

下面是hello.c的代码：

#include <stdio.h>

int
main (void)

  printf ("Hello, world!\n");
  return 0;

我使用命令gcc -E hello.c对其进行预处理，得到如下输出：

# 1 "hello.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "hello.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
# 375 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/sys/cdefs.h" 1 3 4
# 392 "/usr/include/sys/cdefs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 393 "/usr/include/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 376 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 399 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/gnu/stubs.h" 1 3 4
# 10 "/usr/include/gnu/stubs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/gnu/stubs-64.h" 1 3 4
# 11 "/usr/include/gnu/stubs.h" 2 3 4
# 400 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 28 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4





# 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include/stddef.h" 1 3 4
# 212 "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include/stddef.h" 3 4
typedef long unsigned int size_t;
# 34 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4

# 1 "/usr/include/bits/types.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/bits/types.h" 3 4
# 1 "/usr/include/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 28 "/usr/include/bits/types.h" 2 3 4


typedef unsigned char __u_char;
typedef unsigned short int __u_short;
typedef unsigned int __u_int;
typedef unsigned long int __u_long;


typedef signed char __int8_t;
typedef unsigned char __uint8_t;
typedef signed short int __int16_t;
typedef unsigned short int __uint16_t;
typedef signed int __int32_t;
typedef unsigned int __uint32_t;

typedef signed long int __int64_t;
typedef unsigned long int __uint64_t;
////I omitted a lot in the following.

我知道这些信息可以用于调试符号。但我想知道每个FIELD的含义。但是，如果您能够回答以下问题，您的回答也将被接受。

# 1 "<built-in>" and # 1 "<command-line>"是什么意思？为什么它给了我完全不相关的内置和命令行消息？ #1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 是什么意思？ 1 3 4 是什么意思？

谢谢。请注意，我知道预处理器将包含头文件。我想知道预处理输出的每个FIELD的含义。

【参考方案1】：

预处理器输出的字段记录在9 Preprocessor Output GNU cpp 手册。

这些字段是：

# linenum filename [flags]
...

这样的一行意味着后面的内容 (...) 起源于这一行 编号linenum 在文件filename 中。可选的flags 是：-

‘1’

这表示一个新文件的开始。

‘2’

这表示返回到一个文件（在包含另一个文件之后）。

‘3’

这表明以下文本来自系统头文件，因此应禁止某些警告。

‘4’

这表示应将以下文本视为包含在隐式 extern "C" 块中。

您会看到嵌套来自#include 指令，例如

# 1 "hello.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
# 375 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/sys/cdefs.h" 1 3 4
...

告诉我们：

在"hello.c" 的第 1 行开始一个新文件"/usr/include/stdio.h"， 在第 27 行开始另一个新文件"/usr/include/features.h" 在第 #375 行开始另一个新文件"/usr/include/sys/cdefs.h" ...

读起来不容易。

特殊的“文件名”<built-in> 和 <command-line> 总会出现 在类似的上下文中：-

# 1 "hello.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "hello.c"

在任何文件的预处理输出的顶部。详细信息可能因 GCC 版本而异。

如您所料，<built-in> 和 <command-line> 不是真实文件。他们 是预处理器标记的非文件源，需要以某种方式表示 在输出格式中，因此它们被视为就像它们是文件。称它们为伪文件。

<built-in> 是包含编译器内置宏的伪文件 定义。要查看此伪文件内容的方式，请浏览至 GCC dump preprocessor defines.

<command-line> 当然是预处理器（通常是 GCC）命令行， 被视为宏定义（可能还有非定义）的来源，例如

gcc ... -DFOO=1 -UBAR ...

所以你的例子：

# 1 "hello.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 1 "<command-line>" 2
# 1 "hello.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
...

表示这个过程：

开始阅读hello.c，然后 立即读取内置宏伪文件，然后 立即读取命令行伪文件，然后 立即读取预定义的宏文件/usr/include/stdc-predef.h 好像它被-include /usr/include/stdc-predef.h预先包含在命令行中，然后 继续并完成读取命令行伪文件，然后 继续阅读hello.c，然后 开始阅读/usr/include/stdio.h ...

【讨论】：

优秀的答案！我肯定会从中学到很多东西。谢谢！