Question

获取宏：

GPIOxMODE(gpio,mode,port)    ( GPIO##gpio->MODER   = ((GPIO##gpio->MODER &   ~((uint32_t)GPIO2BITMASK << (port*2))) | (mode << (port * 2))) )

假设寄存器的重置值为0xFFFF.FFFF，我想将2位宽度设置为任意值。这是为STM32编写的每个端口有15个引脚的MCU。 GPIO2BITMASK定义为0x3。有没有一种更好的方法可以清除和设置 32位宽的寄存器。

端口0-15的有效范围
模式0-3的有效范围

我想出的方法是对掩码进行位移位，将其反转，然后将其与现有寄存器值进行逻辑与，然后对结果与位移位后的新值进行逻辑或。

我希望将掩码和新值结合起来以减少逻辑运算的位数。目的还在于使该过程具有足够的通用性，以便我可以用于1,2,3或4位宽度的位操作。

有更好的方法吗？

从长远来看，还有没有更好的方法确实是一个悬而未决的问题。我正在专门寻找一种方法，它可以减少逻辑运算和移位运算的数量，而只是一种简单的单行语句。

答案是否定的。

您必须必须进行重置/设置，以确保要写入的位字段具有所需的值。

收到的答案可能更好（就观点/偏好/哲学/实践而言），因为它们不是必需的宏，并且具有参数检查功能。评论和回应中也指出了这种风格的坑坑洼洼。

Answer 1

我想出的方法是将遮罩移位，将其反转，逻辑上将其与现有寄存器值进行逻辑与，或新值稍有移位的结果。

做到这一点或等效的方法。

我希望将蒙版和新值结合起来以减少数量   逻辑运算移位运算。目标也是保持   足够通用的过程，以便可以用于1,2,3的位操作   或4位宽度。

有更好的方法吗？

您必须完成两个基本目标：

确保在受影响范围内应关闭的位实际上已关闭，并且
确保应该在受影响范围内打开的位实际上已经打开。

在一般情况下，这些操作需要两个单独的操作：按位与以强制关闭位，以及按位与（或XOR，如果先清除位，则将其打开）。对于特定情况下的原始值和目标值，可能会有捷径，但是如果您想要通用的东西，正如您所说的，那么您的选择将受到限制。

不过，个人而言，我认为我倾向于从多个部分构建它，将GPIO选择与实际计算分开。至少，您可以分离出用于设置位范围的通用宏：

#define SETBITS32(x,bits,offset,mask) ((((uint32_t)(x)) & ~(((uint32_t)(mask)) << (offset))) | (((uint32_t)(bits)) << (offset)))

#define GPIOxMODE(gpio,mode,port) (GPIO##gpio->MODER = SETBITS32(GPIO##gpio->MODER, mode, port * 2, GPIO2BITMASK)

但是请注意，似乎没有避免这种宏多次评估其某些参数的好方法。因此，将SETBITS32编写为函数可能更安全。在任何情况下，编译器都可能内联这样的函数，但是您可以通过声明static和inline来最大程度地发挥这种作用：

static inline uint32_t SETBITS32(uint32_t x, uint32_t bits, unsigned offset, uint32_t mask) {
    return x & ~(mask << offset) | (bits << offset);
}

尽管它像宏一样，确实假设bits的掩码区域之外没有设置位，但这也更易于阅读。

当然还有其他类似的表述。例如，如果您不需要支持不连续的位范围，则可以指定位计数而不是位掩码。这种替代方法可以防止用户提供超出指定范围的位，并且还可以进行一些参数验证：

static inline uint32_t set_bitrange_32(uint32_t x, uint32_t bits, unsigned width,
        unsigned offset) {
    if (width + offset > 32) {
        // error: invalid parameters
        return x;
    } else if (width == 0) {
        return x;
    }
    uint32_t mask = ~(uint32_t)0 >> (32 - width);
    return x & ~(mask << offset) | ((bits & mask) << offset);
}

Answer 2

出于多种原因，应避免将此类宏作为斑块：

它们不可调试
他们很难发现容易出错的地方

和许多其他原因

使用内联函数可以存档的结果相同。产生的代码将是相同的有效

static inline __attribute__((always_inline)) void GPIOMODE(GPIO_TypeDef *gpio, unsigned mode, unsigned pin)
{
    gpio -> MODER &= ~(GPIO_MODER_MODE0_Msk << (pin * 2));
    gpio -> MODER |= mode << (pin * 2);
}

但是如果您喜欢宏

#define GPIOxMODE(gpio,mode,port)    {volatile uint32_t *mdr = &GPIO##gpio->MODER; *mdr &= ~(GPIO_MODER_MODE0_Msk << (port*2)); *mdr |= mode << (port * 2);}

我希望将蒙版和新值结合起来以减少数量逻辑运算移位运算。

你不能。您需要重置然后设置位。

有没有更好的方法来定义用于进行位操作的预处理器宏？

2 个答案: