cha*_*oan 15 c trace utility c-preprocessor
有没有办法逐步打印，C 预处理器在扩展宏时正在做什么？
例如，我会给它一些 C 语言文本（例如：.h 文件）进行预处理。为了演示，这里有一个简单的例子：
// somefile.h
#define q r
#define bar(x,z) x ## z
#define baz(y) qux ## y
#define foo(x,y) bar(x, baz(y))
到目前为止，这只是建立一个定义表。
接下来是要详细展开的文本。对于这个演示，我希望工作流/过程/输出是这样的：
$ magical_cpp_revealer somefile.h
Please enter some preprocessor text to analyse:
> foo(baz(p),q)
Here are the resulting preprocessor calculations:
,----.----.---------------------------.-----------------------------------------
|Step|Exp#| Expression | Reason
|====|====|===========================|=========================================
| 00 | 00 | foo(baz(p),q) | Original tokens.
| 01 | | | Definition found for 'foo': `foo(x,y)` = "bar(x, baz(y))"
| 02 | 01 | bar(x, baz(y)) | 'foo' begins expansion. Original tokens shown.
| 03 | | | 'foo' Stage 1: Raw parameter replacements elided: no # or ## operators present.
| 04 | | | 'foo' Stage 2: Stringification elided: no # operators present.
| 05 | | | 'foo' Stage 3: Concatenation elided: no ## operators present.
| 06 | | | 'foo' Stage 4: Argument scan begins.
| 07 | | | Argument for parameter 'x' is "baz(p)"
| 08 | 02 | baz(p) | Scanning "baz(p)" for macros to expand.
| 09 | | | Definition found for 'baz': `baz(y)` = "qux ## y"
| 10 | 03 | qux ## y | 'baz' begins expansion. Original tokens shown.
| 11 | 04 | qux ## p | 'foo->baz' Stage 1: Raw parameter replacements performed
| 12 | | | using 'y' = "p".
| 13 | | | 'foo->baz' Stage 2: Stringification elided: no # operators present.
| 14 | 05 | quxp | 'foo->baz' Stage 3: Concatenation performed.
| 15 | | | 'foo->baz' Stage 4: Argument scan elided: no parameters present.
| 16 | | | 'foo->baz' Stage 5: Expansive parameter replacements elided: no parameters present.
| 17 | | | 'foo->baz' Stage 6: Rescan begins
| 18 | | | No definition for 'quxp'
| 19 | | | 'foo->baz' Stage 6: Rescan concludes.
| 20 | 06 | quxp | 'baz' concludes expansion. Final result shown.
| 21 | | | 'foo' Stage 4: Argument scan continues.
| 22 | | | Currently:
| 23 | | | 'x' = "quxp"
| 24 | | | 'y' = To Be Determined
| 25 | | | Argument for parameter 'y' is "q"
| 26 | 07 | q | Scanning "q" for macros to expand.
| 27 | | | Definition found for 'q': `q` = "r"
| 28 | 08 | r | 'q' begins expansion. Original tokens shown.
| 29 | | | 'foo->q': Stage 1: Concatenation elided: no ## operators present.
| 30 | | | 'foo->q': Stage 2: Scan begins.
| 31 | | | No definition for 'r'
| 32 | | | 'foo->q': Stage 2: Scan concludes.
| 33 | 09 | r | 'q' concludes expansion. Final result shown.
| 34 | | | 'foo' Stage 4: Argument scan concludes.
| 35 | 10 | bar(x, baz(y)) | 'foo': Reminder of current token sequence.
| 36 | 11 | bar(quxp, baz(r)) | 'foo' Stage 5: Expansive parameter replacements performed
| 37 | | | using 'x' = "quxp",
| 38 | | | and 'y' = "r".
| 39 | | | 'foo' Stage 6: Rescan begins
| 40 | | | Definition found for 'bar': `bar(x,z)` = "x ## z"
| 41 | 12 | x ## z | 'bar' begins expansion. Original tokens shown.
| 42 | 13 | quxp ## baz(r) | 'foo->bar' Stage 1: Raw parameter replacements performed
| 43 | | | using 'x' = "quxp",
| 44 | | | and 'z' = "baz(r)".
| 45 | | | 'foo->bar' Stage 2: Stringification elided: no # operators present.
| 46 | 14 | quxpbaz(r) | 'foo->bar' Stage 3: Concatenation performed.
| 47 | | | 'foo->bar' Stage 4: Argument scan elided: no parameters present.
| 48 | | | 'foo->bar' Stage 5: Expansive parameter replacements elided: no parameters present.
| 49 | | | 'foo->bar' Stage 6: Rescan begins
| 50 | | | No definition for 'quxpbaz'
| 51 | | | No definition for '('
| 52 | | | No definition for 'r'
| 53 | | | No definition for ')'
| 54 | | | 'foo->baz' Stage 6: Rescan concludes.
| 55 | 15 | quxpbaz(r) | 'bar' concludes expansion. Final result shown.
| 56 | | | 'foo' Stage 6: Rescan concludes
| 57 | 16 | quxpbaz(r) | 'foo' concludes expansion. Final result shown.
'----'----'---------------------------'-----------------------------------------
（对未来读者的旁注和警告：我手工编写了上述跟踪，它可能不是 100% 正确的，至少在表示预处理器的工作方式方面是这样。）
请注意，我想不仅说明了预处理器的什么什么积极决定做（例如：当它发现了一个定义，并开始扩张），但也说明什么的负面决定不这样做（例如：当一个记号没有定义或者当 #+## 运算符不存在时）。这听起来可能有点具体，但对于理解为什么预处理器没有做我期望它做的事情很重要，通常会有一个平凡的结论，比如“我拼错了定义或标记”或“我忘记了#包括那个文件”。
如果有一种方法可以揭示 MSVCCL.EXE在使用“传统预处理器”逻辑来扩展我的宏时的想法，我会更放心。
下面是一个没有回答问题的例子：
$ gcc -E somefile.h
...
quxpbaz(r)
这就是我在任何实用程序来测试扩展 C/C++ #define 宏之类的问题的答案中找到的内容？.
当有人要求查看宏的“扩展”时，这gcc -E似乎是一个有效的答案。我正在寻找保真度更高的东西，而且我已经知道gcc -E.
我正在编写 ISO C11 代码，但我会包含C++标签，以防该生态系统中有与此相关的工具或技术。
我希望读到这篇文章的人可能是一个编译器作者，他做过或看过类似的工作（编译器跟踪选项？），或者编写了这样的工具，或者他们的搜索结果比我幸运得多。或者，如果您密切关注所有的 C 语言产品，并且相对确定这不存在，那么我会发现一个否定的答案也有帮助，尽管我很好奇为什么 C 预处理器会已经存在了几十年，因其“陷阱”而臭名昭著，但仍然从未见过一种工具（或过程）来拉开预处理器的帷幕。（我希望这真的存在。手指交叉）
我建议找到一个高质量的编译器/预处理器并编辑预处理器。
我会避免 GCC 和 clang，因为在我看来它们太重了。我会看看 libfirm 的 cparser，特别是这个文件：https://github.com/libfirm/cparser/blob/master/src/parser/preprocessor.c
来自 libfirm 的代码非常容易阅读和编辑，并且几乎不需要时间来构建项目 - 与 LLVM/clang 或 GCC 形成鲜明对比。
它已经吃掉了我迄今为止扔给它的所有 C99 代码。
顺便说一句，我不隶属，我只是觉得它很震撼！我刚刚使用该代码取得了很好的效果，并在 IRC 频道 #firm @ freenode 上获得了极好的支持、帮助和指导。
编辑：
Linux 中的内核看门人团队使用的 Sparse 也很容易被破解用于此类目的。它还包括一个 c 预处理器： https: //github.com/chrisforbes/sparse
https://www.kernel.org/doc/html/v4.12/dev-tools/sparse.html