宏

Question

这是用于AVR（Arduino硬件）的WS2812B RGB LED条带驱动代码。我在编译器优化部分代码时遇到了一些问题。我尝试了-O1, -O2, -Os，结果相同。我无法使用-O0，因为延迟不起作用。

宏

这是我的ws_driverm.h文件：

#pragma once    
#include <util/delay_basic.h>
#include <avr/io.h>    
#include "lib/pins.h"

#define WS_T_1H  800
#define WS_T_1L  450
#define WS_T_0H  200
#define WS_T_0L  850
#define WS_T_LATCH 7000

/** Latch and display the RGB values */
#define ws_show(io) do { pin_low(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_LATCH, 0); } while(0)

/** Send one byte to the RGB strip */
#define ws_send_byte(io, bb) do {                               \
    for (int8_t __wsba_i = 7; __wsba_i >= 0; --__wsba_i) {      \
        if (bb & (1 << __wsba_i)) {                             \
            pin_high(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_1H, -2);     \
            pin_low(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_1L, -10);     \
        } else {                                                \
            pin_high(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_0H, -2);     \
            pin_low(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_0L, -10);     \
        }                                                       \
    }                                                           \
} while(0)

/** Send RGB color to the strip */
#define ws_send_rgb(io, r, g, b) do {           \
    ws_send_byte(io_pack(io), g);               \
    ws_send_byte(io_pack(io), r);               \
    ws_send_byte(io_pack(io), b);               \
} while(0)

我对它是宏不满意，但我尝试使用指向IO端口，端口地址等的指针都失败了。

io是我的针脚处理系统的一部分，只是忽略它，它与问题无关。

问题

这里是问题（在主要方面）

当我将其用于保证更改的变量或将其标记为volatile时，它会按预期工作：

volatile uint8_t r = 0;
volatile uint8_t g = 255;
volatile uint8_t b = 0;
ws_send_rgb(PIN_WS, r, g, b);
ws_show(PIN_WS);
// results in GREEN color

当变量不是volatile时，或者我只是在宏调用中放入数字时，它不起作用：

uint8_t r = 0;
uint8_t g = 255;
uint8_t b = 0;
ws_send_rgb(PIN_WS, r, g, b);
ws_show(PIN_WS);
// results in YELLOW color

结果相同：

ws_send_rgb(PIN_WS, 0, 255, 0);
ws_show(PIN_WS);
// results in YELLOW color

很明显，由于某种原因优化了宏所产生的代码，如果它的常数和零（至少它看起来那样 - 我不确定为什么LED显示黄色。）

有趣： - ＆gt;如果我使用1代替0作为颜色，它会按预期工作。

我的宏有什么问题，我该如何解决？此时肮脏的解决方法很好。

Answer 1

我现在用这种方式解决了 - 效果还不错：我在循环变量中添加了volatile关键字。

不知道为什么会有所帮助，但确实如此。

/** Send one byte to the RGB strip */
#define ws_send_byte(io, bb) do {                               \
    for (volatile int8_t __wsba_i = 7; __wsba_i >= 0; --__wsba_i) {      \
        if (bb & (1 << __wsba_i)) {                             \
            pin_high(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_1H, -2);     \
            pin_low(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_1L, -10);     \
        } else {                                                \
            pin_high(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_0H, -2);     \
            pin_low(io_pack(io)); delay_ns_c(WS_T_0L, -10);     \
        }                                                       \
    }                                                           \
} while(0)

Answer 2

我猜pin_high和pin_low写入内存地址。

正在发生的事情是（实际上）编译器被赋予这样的代码：

char *address = ...;
*address = something;
*address = somethingelse;

它正在丢弃第二行，因为如果address指向正常内存，那么这什么都不做。但事实并非如此。你对记忆的写作有副作用，这很重要。

为了避免这种情况，您应该真正修复pin_high和pin_low以包含memory barrier或类似内容。但是，您的volatile关键字会对其进行修复。我怀疑它可能会意外地修复它，因为它实际上是内存地址（或者说它的内容）应该是volatile，而不是写入它的内容。

这里可能的路由是引入一个C函数，该函数什么也不做，希望它充当内存屏障（即编译器可能使用写入值的东西）。你需要这个不被优化。例如：

static void donothingroutine() {}
volatile void (*donothing)() = &donothingroutine;

然后在宏中添加：

donothing();

当指向例程的指针被声明为volatile时，从编译器的角度来看donothing()它可能是一个访问写入的'memory'的例程，所以它无法优化写入。所以，在你的宏观中洒下它。

使用常量值时，部分宏被优化掉了

宏

问题

2 个答案: