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一个C预处理器宏把位域压缩成一个字节?

c-preprocessor bit-manipulation macros c

itsadok · 技术社区 · 17 年前

我进入了微控制器黑客,虽然我非常熟悉按位运算符和正确的硬件交谈,但我发现产生的代码非常冗长和样板。我的高级程序员希望找到一种有效但高效的方法来清理它。

例如,寄存器中有许多设置标志:

/* Provided by the compiler */
#define SPIE 7
#define SPE 6
#define DORD 5
#define MSTR 5
#define CPOL 4
#define CPHA 3

void init_spi() {
  SPCR = (1 << SPE) | (1 << SPIE) | (1 << MSTR) | (1 << SPI2X);      
}

谢天谢地,有些宏隐藏了实际的端口IO操作(左侧),因此看起来像是一个简单的赋值。但所有的语法对我来说都是混乱的。

要求如下:

它最多只需要处理8位,
应该只需要传递设置位。

我想要的语法是:

SPCR=位(SPE、SPIE、MSTR、SPI2X);

到目前为止,我想到的最好的方法是组合宏/函数:

#define bits(...) __pack_bits(__VA_ARGS__, -1)

uint8_t __pack_bits(uint8_t bit, ...) {
    uint8_t result = 0;
    va_list args;
    va_start(args, bit);

    result |= (uint8_t) (1 << bit);

    for (;;) {
        bit = (uint8_t) va_arg(args, int);
        if (bit > 7) 
            break;
        result |= (uint8_t) (1 << bit);
    }
}

在我的特定体系结构上编译为32字节,需要61-345个周期来执行(取决于传递了多少位)。

理想情况下,这应该在预处理器中完成,因为结果是一个常量,并且输出机器指令应该只是一个8位值到寄存器的赋值。

这能做得更好吗?

2 回复 | 直到 10 年前

Phil Miller 17 年前

是的,重新定义宏 ABC 作为 1 << ABC ,你可以简化它。把口罩拼凑在一起是一个很常见的习语,任何人都会认识。把换班的姿势从脸上移开会有很大帮助。

你的代码来自

#define SPIE 7
#define SPE 6
#define DORD 5
#define MSTR 5
#define CPOL 4
#define CPHA 3

void init_spi() {
  SPCR = (1 << SPE) | (1 << SPIE) | (1 << MSTR) | (1 << SPI2X);      
}

为了这个

#define BIT(n) (1 << (n))
#define SPIE BIT(7)
#define SPE BIT(6)
#define DORD BIT(5)
#define MSTR BIT(5)
#define CPOL BIT(4)
#define CPHA BIT(3)

void init_spi() {
  SPCR =  SPE | SPIE | MSTR | SPI2X;
}

我觉得也许有办法 variadic macros

#define BITS(name, ...) \
     char name() { \
         char[] bits = { __VA_ARGS__ }; \
         char byte = 0, i; \
         for (i = 0; i < sizeof(bits); ++i) byte |= (1 << bits[i]); \
         return byte; }

/*  Define the bit-mask function for this purpose */
BITS(SPCR_BITS, SPE, SPIE, MSTR, SPI2X)

void init_spi() {
    SPCR = SPCR_BITS();
}

Troy Moon 17 年前

为什么不在预定义的定义之外创建自己的定义。。。

#define BIT_TO_MASK(n) (1 << (n))

#define SPIE_MASK BIT_TO_MASK(SPIE)
#define SPE_MASK  BIT_TO_MASK(SPE)
#define DORD_MASK BIT_TO_MASK(DORD)
#define MSTR_MASK BIT_TO_MASK(MSTR)
#define CPOL_MASK BIT_TO_MASK(CPOL)
#define CPHA_MASK BIT_TO_MASK(CPHA)

void init_spi() {
  SPCR =  SPE_MASK | SPIE_MASK | MSTR_MASK | SPI2X_MASK;
}