模板 constexpr 方法中使用的枚举类位掩码

Question

我的微控制器项目中有以下 C++11 代码：

template<std::uint32_t... I>
struct mask_or;

template<>
struct mask_or<> {
    static constexpr std::uint32_t value = 0;
};

template<std::uint32_t first, std::uint32_t... rest>
struct mask_or<first, rest...> {
    static constexpr std::uint32_t value = first | mask_or<rest...>::value;
};

这很好用，并且允许我传递可变数量的 uint32_t 作为模板参数。然后编译器将对它们进行 OR 运算，并将每个调用替换为一个常量值。对于微控制器来说，这是理想的，因为它不必在分配给寄存器之前进行 OR 操作。

在某些情况下，我想使用如下枚举类作为值：

enum class gpiopin : std::uint32_t {
    p0 = GPIO_IDR_IDR_0, // 0x00000001
    ...
    p14 = GPIO_IDR_IDR_14, // 0x00004000
    p15 = GPIO_IDR_IDR_15 // 0x00008000
};

由于我有多个这些枚举类，我正在寻找一种在上述 mask_or 代码中使用枚举类值的通用方法。总之，我希望能够做到这一点：

SFR = mask_or<gpiopin::p1, gpiopin::p14>::value;

理想情况下，我希望 mask_or<...>::value 为 constexpr 以保持代码大小低且速度快。

我觉得这应该是可能的，但我似乎无法让它发挥作用。谁能帮帮我？

Answer 1

你可以使用这样的东西：

template<typename E, E... I>
struct mask_or;

template<typename E>
struct mask_or<E> {
    static constexpr E value = E(0);
};

template<typename E, E first, E... rest>
struct mask_or<E, first, rest...> {
    using UT = typename std::underlying_type<E>::type;
    static constexpr E value = E(UT(first) | UT(mask_or<E, rest...>::value));
};

但这仍然不是最优的，因为您现在需要添加类型作为第一个参数：

mask_or<gpiopin, gpiopin::p0, gpiopin::p14>::value

Live example

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简单地重载operator|会容易得多：

template<typename> struct is_bitmask : std::false_type {};

template<typename E>
constexpr
typename std::enable_if<is_bitmask<E>::value, E>::type
operator|( const E lhs, const E rhs )
{
    using UT = typename std::underlying_type<E>::type;
    return E(UT(lhs) | UT(rhs));
}

并为操作员注册您的类型

template<> struct is_bitmask<gpiopin> : std::true_type {};

有了这个，你可以使用

gpiopin::p0 | gpiopin::p14

Live example