带参数的宏定义实战篇

前言：最近在看一位叫朱有鹏大神的视频，讲的甚好。应此，我的感悟也因此被激发，准备针对朱老师将的内容，结合自己的理解，写一个系列的笔记博客～～大家可以去www.zhulaoshi.org观看视频～～

 

 

 

要想理解此文，需要熟悉位操作的方法，您可能需要先阅读这篇文章—：《arm学习——有关位操作的总结》

 

我们用带参数的宏定义，来实现一些有用的位操作。

1、直接用宏来置位、复位（最右边为第0位）

#define SET(x,n) ( (x) | ( 1U << (n) ) ) 

#define CLEAR(x,n) ( (x) & ~( 1U << (n) ) ) 

2、截取变量的部分连续位。例如：变量0x88, 也就是10001000b，若截取第7～5位，则值

为：100b = 4 

我们给出开头：

#define GETBITS(x, high, low) 宏体

 

    这其实是想读取某个变量的连续几位，在《arm学习——有关位操作的总结》提到过，“读”在乎的是

不变的位。我们可以利用&的特性——任何数（0或1）和1与（&），结果不变；和0与（&）结果为0.

那么我们想读x变量的取7～5位，就可以这么写x = (x & (7<<5))>> 5

测试程序：

int x = 0xe0;//0b1110_0000

x = (x & (7<<5))>> 5;

printf("x = %d\n",x);//结果为7，及0b111

    那么说明结果是对的，那么接下来。我们如何用带参数的宏定义实现呢？实现的关键是

实现随意制造连续的1.如上题中，需截取7～5位及3位，于是我们直接给出7，因为7用二进制

表示就是111.

    首先想到的方法是寻找位数3和7的关系，容易得出2的3次方减1等于7，进而得到

“2的n(位数)次方减1 = 一个进制数”，如需要4个并排的1：1111，那么就是2的4(位数)次方减1= 15；

这样确实可以确立关系，但是未免也过于复杂。

    其次，想到直接通过平移的方式，先构造出全为1的数，然后通过左移和右移动把不需要的1移

出去。但是需要注意的是，对于一个无符号数来说，不管是左移还是右移都是补0的，而不是补1.

    我们就利用这个特性来实现：假如我想得到3个1：111，那么我们一个全1的数左移3位，那么

我们得到一个左边3位为0，其余位都为1的数...1111_1000,接着将这个数按位取反，我们就得到

了3个1：111。真是巧妙。通过 ~(~(0U)<<(high-low+1))就能得到想要的“并排的1”。

(x & (7<<5))>> 5，接着将其带入到这个特殊式，让其成为一般式即可（该加上的括号还得加）：

((x & (~(~(0U)<<(high-low+1))<<low))>> low) ，这里其实还可以去掉一个括号

((x & ~(~(0U)<<(high-low+1))<<low)>> low)，原因就是~优先级高于&，其实我还是喜欢加上这个括号，

更便于理解。

 

    最后呢，还是在把x high low之类的再扩上一层，得到最终的结果

#define GETBITS(x, high, low)  (((x) & (~(~(0U)<<((high)-(low)+1))<<(low)))>> (low))

程序验证：

int x = 0xfc;

x = GETBITS(x,7,5);

printf("x = %d\n",x);

 

总结：有了这个几个宏，以后ARM中操作寄存器就非常方便了～～

#define SET(x,n) ( (x) | ( 1U << (n) ) )             //设置某个寄存器的某位为1（最右边为第0位）

#define CLEAR(x,n) ( (x) & ~( 1U << (n) ) )   //设置某个寄存器的某位为0（最右边为第0位）

#define GETBITS(x, high, low)  (((x) & (~(~(0U)<<((high)-(low)+1))<<(low)))>> (low))  //读取某个寄存器的 high～low（最右边为第0位）

 

 

//------分析过程-----朱老师笔记原文（稍有修改）-------

看到这么复杂的宏解析方法也很重要：首先找到配对的括号，一步步逐层分析：

//-------该部分摘抄自朱老师大课堂笔记，稍有改动----

复杂宏怎么分析：

((x & ~(~(0U)<<(high-low+1))<<(low))>> (low))

第一步，先分清楚这个复杂宏分为几部分：2部分

(x & ~(~(0U)<<(high-low+1))<<(low)) >> (low)

 

 

第二步，继续解析剩下的：又分为2部分

x & ~(~(0U)<<(high-low+1))<<(low)

 

 

第三步，继续分析剩下的：

~(~(0U)<<(high-low+1))<<(low) 

这个分析时要搞清楚第2坨到底应该先左边取反再右边<<还是先右边<<再左边取反。

解法：第一，查C语言优先级表；第二，自己实际写个代码测试。

说明这个式子应该是~(~(0U)<<(high-low+1))<<(low) ，这就又分为2部分了

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