设置位的宏扩展

Question

我正在对来自 Atmel 的 AT91SAM7X256 进行编程，但我对定义寄存器的宏以及如何使用它们感到有些困惑。

我使用如下行在寄存器中设置一个位：

AT91C_BASE_PMC->PMC_PCER = 1 << AT91C_ID_PWMC;

现在，当我在宏扩展之后查看它时，它看起来像这样：

((AT91PS_PMC) 0xFFFFFC00)->PMC_PCER = 1 << (10);

我可以在文件 AT91SAM7X256.h 中找到的定义

在文件顶部：

#ifndef __ASSEMBLY__
typedef volatile unsigned int AT91_REG;// Hardware register definition
#define AT91_CAST(a) (a)
#else
#define AT91_CAST(a)
#endif

然后我发现 AT91C_BASE_PMC 的定义进一步向下

...
#define AT91C_BASE_CKGR      (AT91_CAST(AT91PS_CKGR)    0xFFFFFC20) // (CKGR) Base Address
#define AT91C_BASE_PMC       (AT91_CAST(AT91PS_PMC)     0xFFFFFC00) // (PMC) Base Address
#define AT91C_BASE_RSTC      (AT91_CAST(AT91PS_RSTC)    0xFFFFFD00) // (RSTC) Base Address
...

所以看起来这个扩展非常简单。同样，宏 AT91C_ID_PWMC 定义为

...
#define AT91C_ID_TWI    ( 9) // Two-Wire Interface
#define AT91C_ID_PWMC   (10) // PWM Controller
#define AT91C_ID_UDP    (11) // USB Device Port
...

但是解引用 ((AT91PS_PMC) 0xFFFFFC00)->PMC_PCER 是如何工作的？我可以找到 PMC_PCER 的一些定义。

#ifndef __ASSEMBLY__
typedef struct _AT91S_SYS {
    ...
    AT91_REG     Reserved20[1];     // 
    AT91_REG     PMC_PCER;  // Peripheral Clock Enable Register
    AT91_REG     PMC_PCDR;  // Peripheral Clock Disable Register
    ...
} AT91S_SYS, *AT91PS_SYS;
#else

#endif

然后再往下走。

#ifndef __ASSEMBLY__
typedef struct _AT91S_PMC {
    ...
    AT91_REG     Reserved0[1];  // 
    AT91_REG     PMC_PCER;  // Peripheral Clock Enable Register
    AT91_REG     PMC_PCDR;  // Peripheral Clock Disable Register
    ...
} AT91S_PMC, *AT91PS_PMC;
#else
...
#define PMC_SCSR        (AT91_CAST(AT91_REG *)  0x00000008) // (PMC_SCSR) System Clock Status Register
#define PMC_PCER        (AT91_CAST(AT91_REG *)  0x00000010) // (PMC_PCER) Peripheral Clock Enable Register
#define PMC_PCDR        (AT91_CAST(AT91_REG *)  0x00000014) // (PMC_PCDR) Peripheral Clock Disable Register
...
#endif

所以我的问题是

• 这些宏是如何工作的？
• 我的印象是，我可以使用表达式 AT91C_BASE_PMC->PMC_PCER = 1
• 如何取消设置该位？
• 为什么这么复杂而不是直接设置值？

Answer 1

它不是可移植的代码，但它说明了 C 的强大功能以及它与内存映射 I/O 设备接口的能力。

1. 转换((AT91PS_PMC) 0xFFFFFC00) 意味着内存地址0xFFFFFC00 将被视为指向AT91PS_PMC 类型结构的指针。在该结构中，有一个外设时钟启用寄存器，PMC_PCER 字段，位于地址 0xFFFFFC00 的某个适当偏移处。

   因此，假设基地址 0xFFFFFC00 正确，分配安排将 1024 (1 << 10) 写入 PMC_PCER 寄存器。

2. 这会将寄存器设置为包含单个设置位的值。这与大多数人所说的“设置一个位”不同。这将通过如下一行来完成：

   AT91C_BASE_PMC->PMC_PCER |= 1 << AT91C_ID_PWMC;
   

   请注意，这会读取 PMC_PCER 的当前值，对其进行修改，然后将其写回。读写是否安全取决于芯片的细节。

3. 至少有两种方法可以做到这一点：

   AT91C_BASE_PMC->PMC_PCER = 0;
   AT91C_BASE_PMC->PMC_PCER &= ~(1 << AT91C_ID_PWMC);
   

   第一个假设只设置了一个位，因此将值设置为 0 会取消设置该单个位。第二个读取 PMC_PCER 寄存器的当前值，对除 AT91C_ID_PWMC 位以外的所有位置都有 1 位的值进行按位与运算（因此仅将该位归零），然后将值写回。

4. 为什么会这样？将所有特定于平台的详细信息收集在一起，避免必须手动编写每个地址，以便以后可以修改电路板并重新编译代码，而不必重新编写。