SCPI添加错误码

金色光环2026-05-01 20:12

1. error.h中的SCPI错误码定义表

在LIBSCPI中的error.h，SCPI错误码定义表，采用了 X-Macro 技术进行统一管理。

c 复制代码 
    /* Using X-Macro technique to define everything once
     * http://en.wikipedia.org/wiki/X_Macro
     *
     * X macro is for minimal set of errors for library itself
     * XE macro is for full set of SCPI errors available to user application
     */
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(SCPI_ERROR_NO_ERROR,                         0, "No error")                                     \
    XE(SCPI_ERROR_COMMAND,                      -100, "Command error")                                \
    X(SCPI_ERROR_INVALID_CHARACTER,             -101, "Invalid character")                            \
    XE(SCPI_ERROR_SYNTAX,                       -102, "Syntax error")                                 \
    X(SCPI_ERROR_INVALID_SEPARATOR,             -103, "Invalid separator")                            \
    X(SCPI_ERROR_DATA_TYPE_ERROR,               -104, "Data type error")                              \
    XE(SCPI_ERROR_GET_NOT_ALLOWED,              -105, "GET not allowed")                              \
    X(SCPI_ERROR_PARAMETER_NOT_ALLOWED,         -108, "Parameter not allowed")                        \
    X(SCPI_ERROR_MISSING_PARAMETER,             -109, "Missing parameter")                            \
    XE(SCPI_ERROR_UNSUPPORTED_COMMAND,               -110, "Command not supported")                         \
    XE(SCPI_ERROR_HEADER_SEPARATOR,             -111, "Header separator error")                       \
    XE(SCPI_ERROR_PRG_MNEMONIC_TOO_LONG,        -112, "Program mnemonic too long")                    \
    X(SCPI_ERROR_UNDEFINED_HEADER,              -113, "Undefined header")                             \
    XE(SCPI_ERROR_HEADER_SUFFIX_OUTOFRANGE,     -114, "Header suffix out of range")                   \
    XE(SCPI_ERROR_UNEXP_NUM_OF_PARAMETER,       -115, "Unexpected number of parameters")              \
    XE(SCPI_ERROR_NUMERIC_DATA_ERROR,           -120, "Numeric data error")                           \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_CHAR_IN_NUMBER,         -121, "Invalid character in number")                  \
    XE(SCPI_ERROR_EXPONENT_TOO_LONG,            -123, "Exponent too large")                           \
    XE(SCPI_ERROR_TOO_MANY_DIGITS,              -124, "Too many digits")                              \
    XE(SCPI_ERROR_NUMERIC_DATA_NOT_ALLOWED,     -128, "Numeric data not allowed")                     \
    XE(SCPI_ERROR_SUFFIX_ERROR,                 -130, "Suffix error")                                 \
    X(SCPI_ERROR_INVALID_SUFFIX,                -131, "Invalid suffix")                               \
    XE(SCPI_ERROR_SUFFIX_TOO_LONG,              -134, "Suffix too long")                              \
    X(SCPI_ERROR_SUFFIX_NOT_ALLOWED,            -138, "Suffix not allowed")                           \
    XE(SCPI_ERROR_CHARACTER_DATA_ERROR,         -140, "Character data error")                         \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_CHARACTER_DATA,         -141, "Invalid character data")                       \
    XE(SCPI_ERROR_CHARACTER_DATA_TOO_LONG,      -144, "Character data too long")                      \
    XE(SCPI_ERROR_CHARACTER_DATA_NOT_ALLOWED,   -148, "Character data not allowed")                   \
    XE(SCPI_ERROR_STRING_DATA_ERROR,            -150, "String data error")                            \
    X(SCPI_ERROR_INVALID_STRING_DATA,           -151, "Invalid string data")                          \
    XE(SCPI_ERROR_STRING_DATA_NOT_ALLOWED,      -158, "String data not allowed")                      \
    XE(SCPI_ERROR_BLOCK_DATA_ERROR,             -160, "Block data error")                             \
    XE(SCPI_ERROR_INVALID_BLOCK_DATA,           -161, "Invalid block data")                           \
    XE(SCPI_ERROR_BLOCK_DATA_NOT_ALLOWED,       -168, "Block data not allowed")                       \
    X(SCPI_ERROR_EXPRESSION_PARSING_ERROR,      -170, "Expression error")                             \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_EXPRESSION,             -171, "Invalid expression")                           \
    XE(SCPI_ERROR_EXPRESSION_DATA_NOT_ALLOWED,  -178, "Expression data not allowed")                  \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_DEFINITION_ERROR,       -180, "Macro error")                                  \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_OUTSIDE_MACRO_DEF,      -181, "Invalid outside macro definition")             \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_INSIDE_MACRO_DEF,       -183, "Invalid inside macro definition")              \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_PARAMETER_ERROR,        -184, "Macro parameter error")                        \
    X(SCPI_ERROR_EXECUTION_ERROR,               -200, "Execution error")                              \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_WHILE_IN_LOCAL,         -201, "Invalid while in local")                       \
    XE(SCPI_ERROR_SETTINGS_LOST_DUE_TO_RTL,     -202, "Settings lost due to rtl")                     \
    XE(SCPI_ERROR_COMMAND_PROTECTED,            -203, "Command protected")                      \
    XE(SCPI_ERROR_TRIGGER_ERROR,                -210, "Trigger error")                                \
    XE(SCPI_ERROR_TRIGGER_IGNORED,              -211, "Trigger ignored")                              \
    XE(SCPI_ERROR_ARM_IGNORED,                  -212, "Arm ignored")                                  \
    XE(SCPI_ERROR_INIT_IGNORED,                 -213, "Init ignored")                                 \
    XE(SCPI_ERROR_TRIGGER_DEADLOCK,             -214, "Trigger deadlock")                             \
    XE(SCPI_ERROR_ARM_DEADLOCK,                 -215, "Arm deadlock")                                 \
    XE(SCPI_ERROR_PARAMETER_ERROR,              -220, "Parameter error")                              \
    XE(SCPI_ERROR_SETTINGS_CONFLICT,            -221, "Settings conflict")                            \
    XE(SCPI_ERROR_PARAM_OUT_OF_RANGE,            -222, "Parameter out of range")                            \
    XE(SCPI_ERROR_TOO_MUCH_DATA,                -223, "Too much data")                                \
    X(SCPI_ERROR_ILLEGAL_PARAMETER_VALUE,       -224, "Illegal parameter value")                      \
    XE(SCPI_ERROR_OUT_OF_MEMORY_FOR_REQ_OP,     -225, "Out of memory")                                \
    XE(SCPI_ERROR_LISTS_NOT_SAME_LENGTH,        -226, "Lists not same length")                        \
    XE(SCPI_ERROR_DATA_CORRUPT,                 -230, "Data corrupt or stale")                        \
    XE(SCPI_ERROR_DATA_QUESTIONABLE,            -231, "Data questionable")                            \
    XE(SCPI_ERROR_INVAL_VERSION,                -233, "Invalid version")                              \
    XE(SCPI_ERROR_HARDWARE_ERROR,               -240, "Hardware error")                               \
    XE(SCPI_ERROR_HARDWARE_MISSING,             -241, "Hardware missing")                             \
    XE(SCPI_ERROR_MASS_STORAGE_ERROR,           -250, "Mass storage error")                           \
    XE(SCPI_ERROR_MISSING_MASS_STORAGE,         -251, "Missing mass storage")                         \
    XE(SCPI_ERROR_MISSING_MASS_MEDIA,           -252, "Missing media")                                \
    XE(SCPI_ERROR_CORRUPT_MEDIA,                -253, "Corrupt media")                                \
    XE(SCPI_ERROR_MEDIA_FULL,                   -254, "Media full")                                   \
    XE(SCPI_ERROR_DIRECTORY_FULL,               -255, "Directory full")                               \
    XE(SCPI_ERROR_FILE_NAME_NOT_FOUND,          -256, "File name not found")                          \
    XE(SCPI_ERROR_FILE_NAME_ERROR,              -257, "File name error")                              \
    XE(SCPI_ERROR_MEDIA_PROTECTED,              -258, "Media protected")                              \
    XE(SCPI_ERROR_EXPRESSION_EXECUTING_ERROR,   -260, "Expression error")                             \
    XE(SCPI_ERROR_MATH_ERROR_IN_EXPRESSION,     -261, "Math error in expression")                     \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_UNDEF_EXEC_ERROR,       -270, "Macro error")                                  \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_SYNTAX_ERROR,           -271, "Macro syntax error")                           \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_EXECUTION_ERROR,        -272, "Macro execution error")                        \
    XE(SCPI_ERROR_ILLEGAL_MACRO_LABEL,          -273, "Illegal macro label")                          \
    XE(SCPI_ERROR_IMPROPER_USED_MACRO_PARAM,    -274, "Macro parameter error")                        \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_DEFINITION_TOO_LONG,    -275, "Macro definition too long")                    \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_RECURSION_ERROR,        -276, "Macro recursion error")                        \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_REDEF_NOT_ALLOWED,      -277, "Macro redefinition not allowed")               \
    XE(SCPI_ERROR_MACRO_HEADER_NOT_FOUND,       -278, "Macro header not found")                       \
    XE(SCPI_ERROR_PROGRAM_ERROR,                -280, "Program error")                                \
    XE(SCPI_ERROR_CANNOT_CREATE_PROGRAM,        -281, "Cannot create program")                        \
    XE(SCPI_ERROR_ILLEGAL_PROGRAM_NAME,         -282, "Illegal program name")                         \
    XE(SCPI_ERROR_ILLEGAL_VARIABLE_NAME,        -283, "Illegal variable name")                        \
    XE(SCPI_ERROR_PROGRAM_CURRENTLY_RUNNING,    -284, "Program currently running")                    \
    XE(SCPI_ERROR_PROGRAM_SYNTAX_ERROR,         -285, "Program syntax error")                         \
    XE(SCPI_ERROR_PROGRAM_RUNTIME_ERROR,        -286, "Program runtime error")                        \
    XE(SCPI_ERROR_MEMORY_USE_ERROR,             -290, "Memory use error")                             \
    XE(SCPI_ERROR_OUT_OF_MEMORY,                -291, "Out of memory")                                \
    XE(SCPI_ERROR_REF_NAME_DOES_NOT_EXIST,      -292, "Referenced name does not exist")               \
    XE(SCPI_ERROR_REF_NAME_ALREADY_EXISTS,      -293, "Referenced name already exists")               \
    XE(SCPI_ERROR_INCOMPATIBLE_TYPE,            -294, "Incompatible type")                            \
    XE(SCPI_ERROR_DEVICE_ERROR,                 -300, "Device specific error")                        \
    X(SCPI_ERROR_SYSTEM_ERROR,                  -310, "System error")                                 \
    XE(SCPI_ERROR_MEMORY_ERROR,                 -311, "Memory error")                                 \
    XE(SCPI_ERROR_PUD_MEMORY_LOST,              -312, "PUD memory lost")                              \
    XE(SCPI_ERROR_CALIBRATION_MEMORY_LOST,      -313, "Calibration memory lost")                      \
    XE(SCPI_ERROR_SAVE_RECALL_MEMORY_LOST,      -314, "Save/recall memory lost")                      \
    XE(SCPI_ERROR_CONFIGURATION_MEMORY_LOST,    -315, "Configuration memory lost")                    \
    XE(SCPI_ERROR_STORAGE_FAULT,                -320, "Storage fault")                                \
    XE(SCPI_ERROR_OUT_OF_DEVICE_MEMORY,         -321, "Out of memory")                                \
    XE(SCPI_ERROR_SELF_TEST_FAILED,             -330, "Self-test failed")                             \
    XE(SCPI_ERROR_CALIBRATION_FAILED,           -340, "Calibration failed")                           \
    X(SCPI_ERROR_QUEUE_OVERFLOW,                -350, "Queue overflow")                               \
    XE(SCPI_ERROR_COMMUNICATION_ERROR,          -360, "Communication error")                          \
    XE(SCPI_ERROR_PARITY_ERROR_IN_CMD_MSG,      -361, "Parity error in program message")              \
    XE(SCPI_ERROR_FRAMING_ERROR_IN_CMD_MSG,     -362, "Framing error in program message")             \
    X(SCPI_ERROR_INPUT_BUFFER_OVERRUN,          -363, "Input buffer overrun")                         \
    XE(SCPI_ERROR_TIME_OUT,                     -365, "Time out error")                               \
    XE(SCPI_ERROR_QUERY_ERROR,                  -400, "Query error")                                  \
    XE(SCPI_ERROR_QUERY_INTERRUPTED,            -410, "Query INTERRUPTED")                            \
    XE(SCPI_ERROR_QUERY_UNTERMINATED,           -420, "Query UNTERMINATED")                           \
    XE(SCPI_ERROR_QUERY_DEADLOCKED,             -430, "Query DEADLOCKED")                             \
    XE(SCPI_ERROR_QUERY_UNTERM_INDEF_RESP,      -440, "Query UNTERMINATED after indefinite response") \
    XE(SCPI_ERROR_POWER_ON,                     -500, "Power on")                                     \
    XE(SCPI_ERROR_USER_REQUEST,                 -600, "User request")                                 \
    XE(SCPI_ERROR_REQUEST_CONTROL,              -700, "Request control")                              \
    XE(SCPI_ERROR_OPERATION_COMPLETE,           -800, "Operation complete")                           \

2. X-Macro

X-Macro（X 宏） 是一种 C/C++ 预处理器编程技术，用于避免代码重复和维护同步问题。它的核心思想是：将数据列表定义在一个地方，然后用不同的宏来"展开"这个列表，生成不同的代码。

基本原理

传统方式的问题

假设你有一个错误码列表，需要同时生成：

  1. 枚举类型（给程序用）
  2. 错误码数值数组（给查找用）
  3. 错误描述字符串数组（给人看）

传统做法：在三个地方分别维护相同的数据 → 极易出错且难以维护

X-Macro 解决方案

第一步：定义一个宏列表

c 复制代码 
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_NONE,    0, "No error")    \
    X(ERR_SYNTAX, -102, "Syntax error") \
    X(ERR_RANGE,  -222, "Parameter out of range")

第二步 ：用不同的 X 定义来"展开"这个列表

c 复制代码 
// 生成枚举类型
#define X(name, code, desc) name = code,
typedef enum { LIST_OF_ERRORS } error_code_t;
#undef X

// 生成错误描述字符串数组
#define X(name, code, desc) desc,
const char* error_desc[] = { LIST_OF_ERRORS };
#undef X

// 生成错误码查找表
#define X(name, code, desc) code,
const int error_values[] = { LIST_OF_ERRORS };
#undef X

预处理后展开为：

c 复制代码 
// 枚举
typedef enum { 
    ERR_NONE = 0, 
    ERR_SYNTAX = -102, 
    ERR_RANGE = -222 
} error_code_t;

// 字符串数组
const char* error_desc[] = { 
    "No error", 
    "Syntax error", 
    "Parameter out of range" 
};

// 数值数组
const int error_values[] = { 0, -102, -222 };

优点

优点 说明
单一事实来源 数据只定义一次，永远不会不一致
易于维护 添加/删除/修改条目只需改一个地方
编译时生成 零运行时开销
灵活过滤 可以只生成列表的子集（如你的 X/XE 机制）

局限性

  • 宏内容复杂时调试困难
  • 预处理展开后的代码不易阅读
  • 过度使用会让代码晦涩难懂

这是一种预处理时代的代码生成技巧 ，在现代 C++ 中可能用 constexpr、模板或代码生成工具替代，但在 C 语言和嵌入式领域仍然非常流行和实用。

3.原来的X-Macro使用

c 复制代码 
    enum {
#define X(def, val, str) def = val,
#if USE_FULL_ERROR_LIST
#define XE X
#else
#define XE(def, val, str)
#endif
        LIST_OF_ERRORS

#if USE_USER_ERROR_LIST
        LIST_OF_USER_ERRORS
#endif
#undef X
#undef XE
    };

通过条件编译控制错误列表的范围。

代码解析

整体结构

c 复制代码 
enum {
    // 宏定义阶段
    #define X(def, val, str) def = val,
    #if USE_FULL_ERROR_LIST
        #define XE X
    #else
        #define XE(def, val, str)
    #endif
    
    // 展开阶段
    LIST_OF_ERRORS           // 使用 X 和 XE 宏
    
    #if USE_USER_ERROR_LIST
        LIST_OF_USER_ERRORS  // 用户自定义错误
    #endif
    
    // 清理阶段
    #undef X
    #undef XE
};

关键技巧：#define XE X

当 USE_FULL_ERROR_LIST 为真时：

c 复制代码 
#define XE X   // XE 变成 X 的别名

这意味着 XE 宏会像 X 一样展开，把带 XE 标记的错误也生成枚举值。

实际展开示例

情况1：基础模式（USE_FULL_ERROR_LIST = 0）

c 复制代码 
#define X(def, val, str) def = val,
#define XE(def, val, str)   // 空定义，忽略 XE 条目

LIST_OF_ERRORS  // 展开...

假设 LIST_OF_ERRORS 定义为：

c 复制代码 
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_NONE,    0, "No error")     \
    XE(ERR_SYNTAX, -102, "Syntax error") \
    X(ERR_RANGE,  -222, "Parameter out of range")

展开结果：

c 复制代码 
enum {
    ERR_NONE = 0,
    // XE(ERR_SYNTAX, -102, ...) 被忽略
    ERR_RANGE = -222,
};

情况2：完整模式（USE_FULL_ERROR_LIST = 1）

c 复制代码 
#define X(def, val, str) def = val,
#define XE X   // XE 变成 X 的别名

LIST_OF_ERRORS  // 展开...

展开结果：

c 复制代码 
enum {
    ERR_NONE = 0,
    ERR_SYNTAX = -102,    // 现在 XE 也被展开了！
    ERR_RANGE = -222,
};

设计模式总结

模式 X 宏 XE 宏 结果
库内部模式 def = val 空 只生成基础错误
用户完整模式 def = val X 生成所有错误

4. 添加错误码

将 USE_USER_ERROR_LIST 置1

c 复制代码 
// 在 scpi/config.h 中
#define USE_FULL_ERROR_LIST 1
#define USE_USER_ERROR_LIST 1

并且在error.h中添加

c 复制代码 
/* User defined errors - add your custom errors here */
#define LIST_OF_USER_ERRORS \
    XE(SCPI_ERROR_VOLTAGE_EXCEED_OVP,           351, "Voltage exceeds OVP setting")                  \
    XE(SCPI_ERROR_OVP_BELOW_VOLTAGE,            352, "OVP below voltage setting")                    \
    XE(SCPI_ERROR_VOLTAGE_BELOW_UVL,            353, "Voltage below UVL setting")                    \
    XE(SCPI_ERROR_UVL_ABOVE_VOLTAGE,            354, "UVL above voltage setting")                    \

这样就可以成功添加了

5. 格式注意事项

X-Macro 格式注意事项

1. 续行符 \ 后面绝对不能有空格或制表符

c 复制代码 
// ❌ 错误：反斜杠后面有空格
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "Error one") \␣

// ✅ 正确：反斜杠后直接换行
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "Error one") \
    X(ERR_TWO, 2, "Error two")

2. 每行末尾的 \ 除了最后一行

c 复制代码 
// ❌ 错误：最后一行也有续行符
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "Error one") \
    X(ERR_TWO, 2, "Error two") \   // 多余

// ✅ 正确：只有中间行需要
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "Error one") \
    X(ERR_TWO, 2, "Error two")

3. 多行宏顶格写或统一缩进

c 复制代码 
// 方式1：顶格 + 续行符后缩进
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "Error one") \
    X(ERR_TWO, 2, "Error two")

// 方式2：统一缩进（推荐）
#define LIST_OF_ERRORS        \
    X(ERR_ONE, 1, "Error one")   \
    X(ERR_TWO, 2, "Error two")

4. 宏名称与参数之间可以有空格（风格问题）

c 复制代码 
// 三种写法都合法
#define X(def,val,str) def=val,
#define X(def, val, str) def = val,
#define X( def , val , str ) def = val ,

5. 字符串中的反斜杠需要转义

c 复制代码 
// ❌ 错误：字符串内的 \n 会被预处理器混淆？
// 实际上没问题，但小心与续行符混淆
XE(ERR_PATH, 100, "C:\test\file.txt")  // 危险

// ✅ 正确：转义反斜杠
XE(ERR_PATH, 100, "C:\\test\\file.txt")

6. 字符串内不能有未转义的双引号

c 复制代码 
// ❌ 错误
XE(ERR_MSG, 100, "He said "Hello"")

// ✅ 正确
XE(ERR_MSG, 100, "He said \"Hello\"")

7. 逗号和缩进保持对齐（可读性）

c 复制代码 
// 推荐：列对齐
#define LIST_OF_USER_ERRORS \
    XE(SCPI_ERROR_VOLTAGE_EXCEED_OVP, 351, "Voltage exceeds OVP setting") \
    XE(SCPI_ERROR_OVP_BELOW_VOLTAGE,  352, "OVP below voltage setting")   \
    XE(SCPI_ERROR_VOLTAGE_BELOW_UVL,  353, "Voltage below UVL setting")   \
    XE(SCPI_ERROR_UVL_ABOVE_VOLTAGE,  354, "UVL above voltage setting")

8. 宏定义不能跨多个独立 #define

c 复制代码 
// ❌ 错误：不能这样拆分
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "One")
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_TWO, 2, "Two")  // 这是重新定义，会覆盖

// ✅ 正确：必须在同一个 #define 内
#define LIST_OF_ERRORS \
    X(ERR_ONE, 1, "One") \
    X(ERR_TWO, 2, "Two")

9. 注意预处理器符号冲突

c 复制代码 
// ❌ 可能冲突：如果其他地方也定义了 X
#define X(a,b,c) something
#include "error_list.h"  // 展开会出错

// ✅ 使用前确保 X/XE 未定义，或用后立即 #undef
#undef X
#undef XE
#define X(a,b,c) a = b,
#include "error_list.h"
#undef X

10. 错误码数值的选择建议

c 复制代码 
// 推荐：使用用户错误范围，避免与标准 SCPI 冲突
// 标准 SCPI 使用 -100 到 -899
// 用户自定义通常用正数或 > 900

XE(ERR_USER_BASE,         1000, "User error base")
XE(ERR_VOLTAGE_EXCEED_OVP, 351, "Voltage exceeds OVP setting")  // ❌ 351 已被使用？
// 标准 SCPI 中 -351 是 "Queue overflow"，但正数 351 没问题

代码中 351、352 等是正数 ，而标准 SCPI 错误码都是负数，所以不会冲突。

快速检查清单

  • 每行末尾的 \ 后无空格
  • 最后一行无 \
  • 字符串内引号已转义
  • 字符串内容无裸反斜杠
  • 列对齐使代码易读
  • 错误码数值有明确范围规划
  • 使用前确保 X/XE 定义正确
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