具有碎片字段和 uint 别名的 C++ 位字段

Question

我试图用 C++ 干净地表示 32 位 ARM 寄存器 CPSR。

看起来像这样:

|31|30|29|28|27| 26 25 |24|23..20| 19..16| 15..10|9|8|7|6|5|  4..0|
| N| Z| C| V| Q|IT[1:0]| J| Resvd|GE[3:0]|IT[7:2]|E|A|I|F|T|M[4:0]|

我希望能够访问该寄存器的字段，同时还能够将其视为 32 位字。

例如，“CPSR.M”就是M字段，可读可写，等等。此外，“CPSR”本身会将寄存器显示为 uint32_t 。

我想我至少可以通过使用 union 和位域来实现:例如:

typedef struct {
    uint32_t M               : 5;
    uint32_t T               : 1;
    uint32_t F               : 1;
    uint32_t I               : 1;
    uint32_t A               : 1;
    uint32_t E               : 1;
    uint32_t IT1             : 6;
    uint32_t GE              : 4;
    uint32_t ReservedRAZSBZP : 1;
    uint32_t J               : 1;
    uint32_t IT0             : 2;
    uint32_t Q               : 1;
    uint32_t V               : 1;
    uint32_t C               : 1;
    uint32_t Z               : 1;
    uint32_t N               : 1;
} CPSRType;

我的问题是，当 CPSR.IT 被分成两部分时，我不确定如何取消引用它。另外，我怎么可能让 CPSR.IT、CPSR.M 和 (uint32_t)CPSR 都是有效的 L 值？

是位域和 union ，还是我需要尝试其他方法？

谢谢。

Answer 1

从你的问题来看，你是否想直接访问 CPSR 内存映射寄存器，或者你是否想在读取该寄存器之后或写入该寄存器之前获取/设置不同的字段不是很清楚。

以下是您可以对该寄存器的本地拷贝 CPSRType CPSR 执行的操作:

可以通过如下方式获取IT值:

uint8_t value = (CPSR.IT1<<2) | CPSR.IT0;

您可以按如下方式设置IT值:

CPSR.IT0 = value & 0x03;
CPSR.IT1 = (value>>2) & 0x3F;

您可以按如下方式设置M值:

CPSR.M = value & 0x1F;

你可以设置整个结构如下:

CPSR = *(CPSRType*)&value; // where 'value' must be a 32-bit variable

当然，你最终还是需要读/写内存映射寄存器本身:

CPSR = *(CPSRType*)REG_ADDRESS; // Read register
*(CPSRType*)REG_ADDRESS = CPSR; // Write register