从一个寄存器读取某些位并写入另一个寄存器的某些位

Posted 2023-03-31

【中文标题】从一个寄存器读取某些位并写入另一个寄存器的某些位

【英文标题】：Read certain bits from one register and write into certain bits of another

【发布时间】：2020-12-14 05:35:27

【问题描述】：

我正在寻找实现 read_and_write 的原型，但无法正确完成。任何帮助表示赞赏。我能够提取位。

在下面的 write_val1 代码中，我的意图是仅将 final_val 的前 9 位写入 read_data。 read_data 的其余 7 位应保持不变。 write_val1 = 0x0080 的预期输出

与 write_val2 类似，我的意图是仅将 final_val 中的下 8 位写入 read_data。 read_data 的其余 8 位应保持不变。 write_val2 = 0x2700 的预期输出

与 write_val3 类似，我的意图是仅将 final_val 中的下 3 位 (010) 写入 read_data 的位置 [11:13]，而其余的 read_data 保持不变。

预期输出 = 0x5448 ;例如：pick 010 提取的位 from write_val3; 0x3048 = 0111 0000 0100 1000; 0x5048 = 0101 0000 0100 1000

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

 // Extracts n bits from a given position in LSB. 
int bitExtracted(uint16_t read_data, uint8_t n_bits, uint8_t pos) 
 
    return (((1 << n_bits) - 1) & (read_data >> (pos - 1))); 
 

void read_and_write(uint32_t* final_val, uint16_t* write_val, uint8_t start_pos, uint8_t end_pos)

    uint32_t temp = *final_val;
    *write_val = (uint16_t) ((temp >> start_pos) & ((1 << end_pos) - 1)); // store the desired number of bits in write_val
    *final_val = (temp >> end_pos); //shift final_val by end_pos since those bits are already written
    printf("\n temp %x, write_val %x, final_val %x ", temp, *write_val, *final_val);
    


void main() 

    uint16_t read_data = 0x0; //assume some read value
    uint16_t ext_val1 = bitExtracted(read_data, 9, 1);  //Read BITS [8:0] from read_data
    uint8_t ext_val2 = bitExtracted(read_data, 8, 1);   //Read BITS [7:0] from read_data
    uint8_t ext_val3 = bitExtracted(read_data, 3, 5);   //Read BITS [7:4] from read_data
    uint32_t final_val = 0x0; //Stores 20 extracted bits from val1, val2 and val3 into final_val (LSB to MSB in order)
    uint16_t write_val1, write_val2, write_val3;
    uint8_t start_pos = 0, end_pos =8;
    ext_val1 = 0x80, ext_val2 = 0x0, ext_val3 = 0x2;
    final_val = (ext_val1 | (ext_val2 << 9) | (ext_val3 << 17));
    printf ("\n final_val %x", final_val);
    
    //Read first 9 bits of final_val and write only into [8:0] position of existing read_data
    read_and_write(&final_val, &write_val1, 0, 9); 
    read_data = 0x80;
    write_val1 = write_val1 | read_data;
    
    //Read next 8 bits of final_val and write only into [7:0] position of existing read_data
    start_pos = 0;
    end_pos = 7;
    read_data = 0x27b7;
    read_and_write(&final_val, &write_val2, start_pos, end_pos);
    write_val2 = write_val2 | read_data;

    //Read next 3 bits of final_val and write only into[13:11] position of existing read_data
    start_pos = 11;
    end_pos = 13;
    read_data = 0x3048;
    read_and_write(&final_val, &write_val3, start_pos, end_pos);
    write_val3 = write_val3 | read_data;
    printf ("\n val1 0x%x val2 0x%x val3 0x%x final_val 0x%x", write_val1, write_val2, ext_val3, final_val);

【问题讨论】：

函数bitExtracted中，函数参数n_bits和pos是什么意思？ pos 是要提取的第一位的位置，n_bits 是要提取的总位数吗？ pos 是从零开始的索引还是从一开始的索引？也就是说least significant bit的位置是0还是1？评论 Read BITS [8:0] 到底是什么意思？这是否意味着您要提取第 0 位（最低有效位）直到第 8 位（包括第 8 位）？

我假设它是基于 1 的索引。读取 BITS [8:0] 意味着我想提取第 0 位到第 8 位，包括第 8 位。

顺便说一句：(1 << n_bits) - 1 不能在 sizeof(int) == 2 所在的平台上与 n_bits == 16 一起使用，即在 16 位平台上。此尺寸是 ISO C 标准所允许的。但是，在大多数现代平台上，sizeof(int) >= 4，所以这应该不是问题。请参阅integer promotions 了解更多信息。

@ManaswiSingh final_val 已经存储了值。我只需要写入 write_val1、write_val2、write_val3；将从 final_val 中提取。

@ManaswiSingh。我假设 final_val 已经具有按顺序写入的值。我还没有为此添加代码。

【参考方案1】：

如果您希望 read_and_write() 函数能够更改函数的前两个输入的值（例如 final_val 和 write_val1），那么它们应该作为指向函数的指针传递。因此，您的函数原型应如下所示：

void read_and_write(uint32_t* final_val, uint16* write_val1, uint8_t start_pos, uint8_t end_pos);

在你的主代码中调用函数时，你需要使用&来获取变量的地址。所以你打电话给他们：

read_and_write(&final_val, &write_val1, start_pos, end_pos);

对于读写部分，它与您在bitExtracted 函数中所做的非常相似。

uint32_t temp = *final_val;
*write_val = (uint16_t) ((temp >> start_pos) & ((1 << end_pos) - 1)); // store the desired number of bits in write_val

*final_val = (temp >> end_pos); //shift final_val by end_pos since those bits are already written 

* 是为了尊重指针并访问存储在特定位置的数据。请注意，您还需要对 write_val 进行 (uint16_t) 强制转换，因为类型需要匹配。