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, %#x\n", 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:
这样的结果,原理如下图:
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:
那么我们可以对该module进行结构定义如下:
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)container_of根据结构体成员找到该结构体
该函数实现位于include/linux/kernel.h, 源码如下:
#define container_of(ptr, type, member) ({ \ const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \ (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
1. 定义一个结构体成员指针mptr指向该成员,
2.用该成员指针减去该成员在结构体中的偏移量,不就是该结构体的起始地址
比如:
struct student stu={.name="robin", .age=18, .id=123456, .sex='M'}, *pstu; pstu = container_of(&stu.sex, struct student, sex);
(3)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。
(4)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。
(5)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]。
(6) 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。