c - 我需要在 C 预处理器 #if 中测试一个值是否会创建一个 0 大小的数组

Question

我有一个结构必须填充到 64K 才能完美地适合嵌入式项目，以便它填充闪存块。所以有一个 #define使用 sizeof() 将结构中的元素相加并确定 pad[] 有多大最后需要是使总大小为64K。
例如 :

#define SIZE_OF_MY_PAD (0x10000 - (sizeof(uint16_t) + sizeof(uint8_t)*32 + ... ))

typedef struct {
  uint16_t firstElement;
  uint8_t  secondElementArray[32];
  ...
  uint8_t pad[SIZE_OF_MY_PAD];
};

这在很长一段时间内一直有效，直到突然我们在某些构建配置中根本不需要垫，因为它已经正好是 64k。这会导致代码失败，因为我们的编译器(不是 GCC)不允许 pad[0] .
我尝试了各种方法来创建可以在 #if 中使用的预处理器值。检测到此情况时声明，但它总是失败，因为虽然 sizeof()在 #define 中是合法的, 在 #if 中是不合法的.

Answer 1

借助 C11 中引入的匿名结构，无需任何预处理器即可解决此问题。
将 flash 类型定义为包含嵌入匿名结构的成员的 union 。制作 char _pad[0x10000] union 的另一个成员强制引入类型的总大小。

typedef union {
    struct {
        uint16_t firstElement;
        uint8_t  secondElementArray[32];
        float thirdElement;
    };
    char _pad[0x10000];
} flash_t;

该解决方案对于对结构成员布局的任何修改都是稳健的。此外，这避免了定义零长度数组的问题，这在技术上被 C 标准禁止(尽管在 GCC 中是允许的)。此外，可以添加一个静态断言来检查闪存的最大大小是否溢出。
示例程序:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stddef.h>

typedef union {
    struct {
        uint16_t firstElement;
        uint8_t  secondElementArray[32];
        float thirdElement;
        // int kaboom[20000]; // will trigger assert if uncommented
    };
    char _pad[0x10000];
} flash_t;

_Static_assert(sizeof(flash_t) == 0x10000, "Oops, flash_t got too large");

int main() {
    flash_t flash;
    printf("offsetof(flash.firstElement) = %zi\n", offsetof(flash_t, firstElement));
    printf("offsetof(flash.secondElementArray) = %zi\n", offsetof(flash_t, secondElementArray));
    printf("offsetof(flash.thirdElement) = %zi\n", offsetof(flash_t, thirdElement));
    printf("sizeof(flash) = %zi\n", sizeof flash);
    return 0;
}

产生预期输出:

offsetof(flash.firstElement) = 0
offsetof(flash.secondElementArray) = 2
offsetof(flash.thirdElement) = 36
sizeof(flash) = 65536

编辑

正如评论中建议的 union 成员 _pad可以重命名为 _rawData因为 _pad 的语义不同于 pad在问题中。

如果是成员(member)pad在类型中是必需的，然后可以将其添加为匿名结构末尾的灵活成员。

typedef union { struct { ...; uint8_t pad[]; }; char _rawData[0x10000]; } flash_t;