Question

我正在C语言中的微控制器上工作。这部分涉及更改寄存器中的位值。我提出了一些宏来简化操作：

#define BIT_SET(addr, shift) (addr | (1 << shift))
#define BIT_RESET(addr, shift) (addr & ~(1 << shift))
#define BIT_GET(addr, shift) (addr & (1 << shift))
...
reg1 = BIT_SET(reg1, 3); //set bit 3
...

但是，现在我想创建一个宏，该宏将一次更改几个位。例如，可能想将10101010的前3位更改为110，从而得到数字11001010。

我可以用C语言吗？还是我走错路了？

Answer 1

我的经验是拥有多个位的位掩码要容易得多。因此，使用特定的定义来标识各个位，其定义表示该位的功能，如

#define ENABLE_T1  0x0001
#define ENABLE_T2  0x0002

然后将它们与按位运算符一起使用以打开和关闭位。

unsigned short usReg1 = GetRegister(REG1);

// disable T1 and enable T2

usReg1 &= ~ ENABLE_T1;
usReg1 |= ENABLE_T2;

或

// enable both T1 and T2
usReg1 |= (ENABLE_T1 | ENABLE_T2);

或

// disable both T1 and T2
usReg1 &= ~(ENABLE_T1 | ENABLE_T2);

或测试位

if (usReg1 & ENABLE_T1) {  // is T1 turned on

if (usReg1 & (ENABLE_T1 | ENABLE_T2)) {  // is either T1 or T2 turned on

if ((usReg1 & (ENABLE_T1 | ENABLE_T2)) == ENABLE_T1) {  // is T1 turned on and T2 turned off

if ((usReg1 & (ENABLE_T1 | ENABLE_T2)) && ((usReg1 & (ENABLE_T1 | ENABLE_T2)) != (ENABLE_T1 | ENABLE_T2))) {  // is either T1 or T2 turned on but not both

宏说明

通过这种方式，您需要确保在宏定义中使用括号来尽可能地隔离参数，以确保安全。所以

#define BIT_SET(addr, shift) (addr | (1 << shift))

真的应该写成

#define BIT_SET(addr, shift) ((addr) | (1 << (shift)))

Answer 2

您可以引入一个全角掩码，该掩码定义要设置的位。例如。要设置前3位，请使用0xe0（二进制11100000）。

连同该掩码一起，提供还要以全角写入的值。
例如。前三个位中所需的二进制110为0xc0。

然后只需要写一点所需的位，就需要一点点操作魔术。

#define MULTIBIT_SET(addr, mask, value) (((addr)&((0xff)^(mask)))|((value)&(mask)))

此处((0xff)^(mask))会反转掩码，因此与此进行“与”运算会从值中删除现有位。
((value)&(mask))是该值，但仅在所需位置设置了位，即，这防止了在其他位置进行不必要的位设置。

总的来说，将这两个部分相加，即可获得所需的结果。

这里有一个设计选择，我要提到：
称之为偏执狂。如果有人告诉我“我只想将前三位设置为该值，该值在其他位置有位”，那么我宁愿以这种方式确保安全，即删除“其他位”。
是的，我假设无意设置位比没有设置位的风险更大，这是一个问题。

Answer 3

您始终可以在C语言中完成它：-）

如果您使用的是C99兼容的编译器，并且假设它是2019年，我想您可以使用，则可以使用可变参数宏使它工作，更具体地说，使用P99。

我有一个示例，其中我提取了P99的相关组件，但是它变得一团糟，因为这是对C预处理器作为图灵完备语言的一种严重使用。

这也滥用括号；特别是EXTRACT_VALUE x扩展为EXTRACT_VALUE (a, b)，因为我们传递了一个元组列表。

#include "p99.h"

#define EXTRACT_SHIFT(shift, value) (shift)
#define EXTRACT_VALUE(shift, value) (value)
#define MERGE(NAME, I, A, B) (A), (B)

#define SET_OR_CLEAR(target, x, i) \
    ((EXTRACT_VALUE x) ? \
        ((target) |= (1 << EXTRACT_SHIFT x)) : \
        ((target) &= ~(1 << EXTRACT_SHIFT x)))
#define SET_AND_CLEAR(target, pairs...) \
    P99_FOR(target, P99_NARG(pairs), MERGE, SET_OR_CLEAR, pairs)

// ...
reg1 = BIT_SET(reg3, 3); //set bit 3                                         
// ...
SET_AND_CLEAR(reg3, (7, 1), (6, 1), (5, 0)); // set bits 6 and 7, clear bit 5

您可能需要使用-std=c99进行编译。请注意，我使用了变体词pairs而不是__VA_ARGS__，以明确表明我们希望使用2元组作为参数。

请注意，这不会掩盖任何未设置或清除的输入寄存器。

C宏设置多个位

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