Preprocesor

většina příkazů začíná #
dělá textové náhrady nad zdrojovým kódem (neví nic o syntaxi C -> lze použít pro jiné jazyky)
příkazy preprocesoru jsou nahrazeny

Makra bez parametrů

Makro je platné od řádku jeho uvedení
- pozor, makro může být platná i v dalších souborech (#include)
Platnost makra lze zrušit pomocí undef jméno_makra
Makro lze definovat v kódu nebo jako přepínač překladu
- #define DEBUG
- gcc -Djméno_makra => gcc -DDEBUG
- gcc -Djméno_makra=hodnota_makra

Makro může být předefinováno (spíš často chyba)
- Varování od překladače - potřeba nejprve oddefinovat

#define ADD(a, b) (a + b)
int main(void) {
	int z = ADD(5, 7) * 3;
	return 0;
}

Makra s parametry typicky zavedeny z důvodu rychlosti
- pokud je standardní funkce, musí připravit zásobník…
- např. jednoduché sečtení dvou čísel může znatelně zpomalovat
Překladač může vložit kód funkce namísto volání (tzv. inlining)
Pomocí klíčového slova inline signalizujeme funkci vhodnou pro inlining

Makro nemá žádný typ
- pouze textová náhrada během preprocessingu
- velmi náchylné na textové překlepy
problémy s rozvojem
- viz předchozí příklad
- dávat závorky okolo maker

Procesor (registry CPU)
- vykonání instrukce procesoru potřebujeme argumenty v registrech
RAM (Zásobník)
- registr esp ukazuje na aktuální pozici zásobníku
- lokální proměnné
RAM (halda)
- dynamicky alokovaná paměť
Ostatní paměť (HDD, …)
- soubory na disku, …

Defaultní paměťová třída pro lokální proměnné
- automaticky vznik na zásobníku
- automatické odstranění při konci bloku
V kódu se explicitně neuvádí

Proměnná deklarovaná se static zachová svou hodnotu i po konci bloku s deklarací
Statické proměnné jsou inicializovány v době překladu
- trvalé místo pro proměnnou stejně jako pro globální proměnné
- při novém “vzniku” proměnné obsahuje poslední předešlou hodnotu
Zachování hodnoty proměnné je jen v rámci jednoho spuštění programu
Proměnná se static je lokální v rámci souboru

Proměnná může být měněna i mimo náš kód
- rutinou přerušení, sdílená paměť, …
- Pouze z analýzy zdrojového kódy nelze určit místa změny proměnné
Vynutí nahrání hodnoty proměnné ze zásobníku do registru CPU před každou operací
- nelze provést optimalizace předpokládající přítomnost hodnoty proměnné v registru z předchozí operace
- pokud by došlo ke změně mimo náš kód, hodnota by nebyla aktuální

Doporučení pro překladač, aby byla proměnná uložena přím v registru CPU
- před vykonáním instrukce musí být hodnoty do registru přeneseny (instrukce mov atp.)
- pokud je ale již v registru přítomná => zrychlení
CPU má ale jen omezený počet registrů
- register je jen doporučení, překladač může ignorovat
Některé proměnné mohou být umístěny v registru i bez specifikace register

Paměťová třída pouze pro ukazatel
- slibujeme překladači, že na danou paměť ukazuje jen tento a žádný jiný používaný ukazatel
- pokud bude paměť měněna, tak pouze přes tento ukazatel
Překladač může generovat optimalizovanější kód
- např. nemusí nahrávat opakovaně hodnotu do registru, pokud je zřejmé, že nebyla změněna
- [https://en.wikipedia.org/wiki/Restrict)(https://en.wikipedia.org/wiki/Restrict)
Pokud porušíme, může dojít k nedefinovanému chováni
- zvažme, zda rychlostní optimalizace vyváží riziko zanesení chyby

Proměnná nebo funkce je definovaná jinde, typicky v jiném zdrojovém souboru
Defaultní volba pro funkční prototyp
- po ložení hlavičky s prototypem může překladač pokračovat, aniž by znal implementaci funkce
Až během linkování se hledá implementace funkce resp. umístění proměnné
Pro proměnné se používá v případě globální proměnné dostupné z několika zdrojových kódů
- např. vhodné pro mutex

Některé funkce má smysl používat s různými počty a typy argumentů
- např. printf
Argumenty na konci seznamu lze nahradit výpustkou ...
- int printf(const char * format, ...);
- první argument je formátovací řetězec, dále 0 až N argumentů
Výslovně uvedené argumenty jsou použity normálně
Argumenty předané na pozici výpustky jsou přístupné pomocí dodatečných maker
- hlavičkový soubor stdarg.h
- va_start, va_arg a va_end

Definujeme ve funkci proměnnou typu va_list
- va_list arguments;
Naplníme proměnnou argumenty v proměnné části
- va_start(argumets, number_of_arguments);
Opakovaně získáváme jednotlivé argumenty
- va_arg(arguments, type_of_argument);
Uknčíme práci s argumenty
- va_end(arguments);

Seznam argumentů lze zpracovat jen částečně a předat další funkci (která může zpracovat zbytek)
Jazyk C neumožňuje zjisti počet argumentů při volání funkce
- lze přímo předat prvním argumentem:
  - void foo(int num, ...);
- lze odvodit z prvního argumentu:
  - int printf(const char * format, ...);
  - format="%s%c%s%d" => 4 argumenty