Question

我正在尝试修改寄存器中的位域。这是我定义了位域的结构：

when(existingItems.size()).thenReturn(2);

当我使用以下行时：

struct GROUP_tag
{
    ...
    union
    {
        uint32_t R;
        struct
        {
            uint64_t bitfield1:10;
            uint64_t bitfield2:10;
            uint64_t bitfield3:3;
            uint64_t bitfield4:1;
        } __attribute__((packed)) B;
    } __attribute__((aligned(4))) myRegister;
    ...
}

#define GROUP (*(volatile struct GROUP_tag *) 0x400FE000)

它不仅更改bitfield1，而且更改bitfield2。该寄存器的值为GROUP.myRegister.B.bitfield1 = 0x60;。

代码被编译为以下汇编代码：

0x00006060

如果我尝试直接进行寄存器操作：

ldr r3,[pc,#005C]
add r3,r3,#00000160
ldrb r2,[r3,#00]
mov r2,#00
orr r2,#00000060
strb r2,[r3,#00]
ldrb r2,[r3,#01]
bic r2,r2,#00000003
strb r2,[r3,#01]

寄存器的值为int volatile * reg = (int *) 0x400FE160; *reg = 0x60。

我正在使用GCC编译器。

为什么在使用struct和bitfields时值会重复？

编辑

我发现了另一种奇怪的行为：

0x00000060

我更改寄存器值（带有struct和bitfield）的方法被编译为：

GROUP.myRegister.R = 0x12345678; // value of register is 0x00021212
*reg = 0x12345678; // value of register is 0x0004567, this is correct (I am programming microcontroller and some bits in register can't be changed)

Answer 1

啊，明白了。编译器使用strb两次将两个最低有效字节写入特殊功能寄存器。但是由于不支持对特殊功能寄存器的字节写入，因此硬件每次都会执行一次字写入（大概32位）。难怪它不起作用！

关于如何解决此问题，取决于编译器以及它对SFR的了解程度。作为快速而肮脏的修复，您可以仅对R使用位操作；代替

GROUP.myRegister.B.bitfield1 = 0x60;

使用例如

GROUP.myRegister.R = (GROUP.myRegister.R & ~0x3FF) | 0x60;

PS另一种可能性：您似乎已经关闭了优化（我在其中看到了一条多余的ldrb r2,[r3,#00]指令）。也许如果您打开它，编译器将会发挥作用吗？值得一试...

PPS，请将uint64_t更改为uint32_t。这让我的牙齿受伤！

PPPS来考虑一下，packed可能会抛弃编译器，导致它假定位域结构可能未按字对齐（并因此强制逐字节访问）。您是否尝试过删除它？

结构和位域的奇怪行为

1 个答案: