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union和bit field巧妙进行寄存器位操作

开发技术 开发技术 3周前 (04-22) 9次浏览

1. 用union结构区分大小端

#define read_bits(stc, field)({stc.raw = 0x12345678; stc.bits.field;})
union a{
        unsigned int raw;
        struct {
                unsigned int bit_a : 8;
                unsigned int bit_b : 8;
                unsigned int bit_c : 5;
                unsigned int bit_d : 3;
                unsigned int bit_e : 1;
        }bits;
};
int main(void)
{
        union a num;
        printf("%#x, %#x, %#x, %#x, %#xn",
        read_bits(num, bit_a),
        read_bits(num, bit_b),
        read_bits(num, bit_c),
        read_bits(num, bit_d),
        read_bits(num, bit_e));
        return 0;
}

 最终结果如下:

union和bit field巧妙进行寄存器位操作

这样的结果,原理如下图:

union和bit field巧妙进行寄存器位操作

那么从这里可以看出,低地址对应低字节, 因此我们的运行机器是Little Endian。

 那么bit_a=0x78; bit_b=0x56; bit_c等于0x34取低5位,也就是0x14; bit_d 等于0x34取高3位,也就是0x1; bit_e等于0x12取最低位,也就是0。

由于这里的num是union结构,因此对.raw进行操作,那么也就等于对.bits也进行了操作,那么返回bit field是不是和寄存器的位操作很类似。下面详细介绍如何用union和bit field巧妙进行寄存器位操作。

2. 进行寄存器的位操作

下面以具体的例子来展示是如何巧妙的用union进行寄存器位的读写操作的。

这是mipi-rx DPHY的寄存器的部分截取:

 union和bit field巧妙进行寄存器位操作

那么我们可以对该module进行结构定义如下:

union和bit field巧妙进行寄存器位操作

 union和bit field巧妙进行寄存器位操作

这里对该module的每个寄存器都定义成union。

(1) offsetof获取结构体成员的偏移量

#define offsetof(struct_t,member) ( (int)&((struct_t *)0)->member )

(struct_t *)0),可以看到这里把一个0地址转换成一个指针,它表示一个结构体指针变量,并且是值=0的指针, 那么访问它的成员,成员的地址自然就会往后递增,因此该成员的地址那么就等于该成员的偏移量。

Eg:

struct student{
        unsigned char name[100];
        int age;
        int id;
        unsigned char sex;
}

 那么offsetof(struct student, id)就为100 + 4=104,同理.name的offsetof为0,.age的offsetof为100,.sex的offsetof为108。

(2)读取寄存器

#define _reg_read(addr) readl((void __iomem *)addr)
#define DPHY_BA_ADDR (0x0300b000)
#define _OFST(_BLK_T, _REG)       ((uint64_t)&(((struct _BLK_T *)0)->_REG))//this is same with offsetof
#define RD_REG(_BA, _BLK_T, _REG) 
(_reg_read(_BA+_OFST(_BLK_T, _REG)))

调用如下函数,

RD_REG(DPHY_BA_ADDR, REG_CSI_DPHY_4LANE_WRAP_T, REG_08);

这样就表示对该module的REG_08的寄存器进行了read。

 (3)写寄存器

#define _reg_write(addr, data) writel(data, (void __iomem *)addr)
#define WR_REG(_BA, _BLK_T, _REG, _V) 
                (_reg_write((_BA+_OFST(_BLK_T, _REG)), _V))

调用如下函数,

WR_REG(DPHY_BA_ADDR, REG_CSI_DPHY_4LANE_WRAP_T, REG_08, 0x3333ffff);

这样就表示对该module的REG_08的寄存器进行了write, write的数据为0x3333ffff。

(4)位读取

#define RD_BITS(_BA, _BLK_T, _REG, _FLD) 
        ({
                typeof(((struct _BLK_T *)0)->_REG) _r;
                _r.raw = RD_REG(_BA, _BLK_T, _REG);
                _r.bits._FLD;
        })

调用如下函数,

RD_BITS(DPHY_BA_ADDR, REG_CSI_DPHY_4LANE_WRAP_T, REG_08, MIPIRX_TEST_BIST1);

这里首先是定义了一个module的REG_08的寄存器结构,typeof表示对该成员取数据结构类型,然后把该寄存器里的值读出来,最后返回bit[31:16]。

(5) 位写入

#define WR_BITS(_BA, _BLK_T, _REG, _FLD, _V) 
        do {
                typeof(((struct _BLK_T *)0)->_REG) _r;
                _r.raw = RD_REG(_BA, _BLK_T, _REG);
                _r.bits._FLD = _V;
                _reg_write((_BA+_OFST(_BLK_T, _REG)), _r.raw);
        } while (0)

WR_BITS(DPHY_BA_ADDR, REG_CSI_DPHY_4LANE_WRAP_T, REG_08, MIPIRX_TEST_BIST1, 0x1111);

这里首先是定义了一个module的REG_08的寄存器结构,然后把该寄存器里的值读出来, 再把该寄存器的bit[31:16]写入0x1111。


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