驱动中位域操作简析

本文主要是介绍驱动中位域操作简析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章来源：http://blog.mcuol.com/User/lvembededsys/Article/6994_1.htm

在SM501的驱动中，寄存器非常多，每个寄存器位域的定义也特别多。驱动采用了一套非常奇妙的宏来操作寄存器的位域。觉得有必要总结一下。
1)相关 定义
包括3 个方面：寄存器，寄存器位域，寄存器位域的可取值。
其中，寄存器位域的表示用以0为起始索引的高位：低位来表示。这点非常重要，因为后面的宏定义就是利用了其中的冒号，来构造一个条件操作符。
三种定义在标识符安排上的关系：寄存器为R，则R中某位域F定义为R_F,则该位域某个值V定义为R_F_V.：
比如:
#define SYSTEM_CTRL                                     0x000000
#define SYSTEM_CTRL_DPMS                                31:30
#define SYSTEM_CTRL_DPMS_VPHP                           0
#define SYSTEM_CTRL_DPMS_VPHN                           1
#define SYSTEM_CTRL_DPMS_VNHP                           2
#define SYSTEM_CTRL_DPMS_VNHN                           3

2)低层宏操作
#define _F_START(f)             (0 ? f)
#define _F_END(f)               (1 ? f)
#define _F_SIZE(f)              (1 + _F_END(f) - _F_START(f))
#define _F_MASK(f)              (((1 << _F_SIZE(f)) - 1) << _F_START(f))
#define _F_NORMALIZE(v, f)      (((v) & _F_MASK(f)) >> _F_START(f))
#define _F_DENORMALIZE(v, f)    (((v) << _F_START(f)) & _F_MASK(f))

其中f 表示位域，v表示位域的值。
_F_START(f) 表示取位域中的起始索引，即冒号右边的值。展开就是一个条件操作符。如 _F_START(SYSTEM_CTRL_DPMS) 展开就相当于
(0?31:30) 显然值为30,正是表示起始索引。其余就比较好理解了。

_F_END(f) 表示位域的结束索引位置。即位域冒号的左边的值。
_F_SIZE(f) 表示位域的宽度，也就是包含几位。
_F_MASK(f)为位掩码，在_F_START(f) 到 _F_END(f)的位为1，其余为0。
_F_NORMALIZE(v, f) 以整数值的方式得到位域的值。位域右移到0开始的位置。
_F_DENORMALIZE(v, f)将以整数表示的值放到位域中去的表示。将值左移到位域的位置。

上面这些是底层宏定义。
3)位域宏操作：
实际上对位域的操作往往是获取或设定某寄存器某位域的值。这些宏定义如下
#define FIELD_GET(x, reg, field) /
( /
    _F_NORMALIZE((x), reg ## _ ## field) /
)

#define FIELD_SET(x, reg, field, value) /
( /
    (x & ~_F_MASK(reg ## _ ## field)) /
    | _F_DENORMALIZE(reg ## _ ## field ## _ ## value, reg ## _ ## field) /
)
#define FIELD_CLEAR(reg, field) /
( /
    ~ _F_MASK(reg ## _ ## field) /
)
上述三个宏只返回值，并不修改寄存器。上述宏定义中，field,value都不是完整的宏定义名称,完整的宏定义名称是reg_field,reg_field_value。这就是为什么3个定义要按照这种关系来写的原因。好处是关系更清晰。代码显得短小。

一般的使用过程是使用 FIELD_GET获取值，再使用FIELD_SET修改某个位域的值，最后用新值修改寄存器。典型的使用：
void panelPlaneEnable(void)
{
    unsigned long panel_ctrl = 0;
    panel_ctrl = regRead32(PANEL_DISPLAY_CTRL); //读
    panel_ctrl = FIELD_SET(panel_ctrl, PANEL_DISPLAY_CTRL, PLANE, ENABLE);//修改
    regWrite32(PANEL_DISPLAY_CTRL, panel_ctrl);//写
}

这样做的好处是程序可以只使用寄存器，位域，位域值，和几个宏来进行操作。可读性好，也简化了编程!!