如何正确地从 uint16_t 变量中提取一个特定位

Question

长话短说，我目前正在用 C++ 为 C 库编写一个包装器，该库提取嵌入式系统上寄存器的值。为了监控发生了什么，我需要读取一些寄存器的位值并为每个寄存器创建一个 getter。

基本上，我希望我的方法能够将一个位 return 的一个布尔值存储到 uint16_t 变量中。在 'naive' 和不含咖啡因的方法中，我正在做类似的事情：

bool getBusyDevice(int fd) // fd stands for file descriptor, for each instance of the class
{
    uint16_t statusRegVal = 0;
    get_commandReg(fd, &statusRegVal); // C-library function to get the value of status register
    uint16_t shift = 0; // depends on the bit to access - for reusability
    bool Busy = (bool) (statusRegVal >> shift);
    return busy;
}

我对结果不太满意，我想知道是否有 'proper' 方法可以做到这一点...

非常感谢您的建议！

Answer 1

转换为 bool 不会有帮助，因为它不是 1 位类型。你必须清理其余的位，然后检查你是否有 0.

你可以这样做：

 bool Busy =  ((statusRegVal >> shift) & 1) ? true : false;

Answer 2

仅获取一位的正常方法是使用按位和运算符 &。像例如statusRegVal & bitValue。如果该位已设置，则结果将等于 bitValue，这意味着要获得布尔结果，您可以进行简单比较：statusRegVal & bitValue == bitValue.

因此，如果您想检查是否设置了位零（其值为 0x0001），那么您可以简单地执行

return statusRegVal & 0x0001 == 0x0001;

Answer 3

为什么不使用模板：

template<int SHIFT>
bool boolRegVal(uint16_t val) {
   return val & (1 << SHIFT);
}

然后用法：

boolRegVal<4>(statusRegVal);

Answer 4

标准库提供了 std::bitset 用于操作位。这是一个示例，但相信您可以猜出它的作用。

#include <bitset>
#include <iostream>

using namespace std;

int main(int, char**){

    typedef bitset<sizeof(int)*8> BitsType; //or uint16_t or whatever
    BitsType bits(0xDEADBEEF);

    for(int i = 0; i < 5; ++i)  //access the bits
       cout << "bits[" << i << "] = " << bits[i] << '\n';

    cout << "bit[3] = " << bits[3] << '\n'; //original
    bits.flip(3);
    cout << "bit[3] = " << bits[3] << '\n'; //b[3] = !b[3]

   return 0;
}

运算符 [](size_t) 已重载为 return 一个引用，因此您也可以对其进行赋值。 bits[4] = false 例如。最后，当你玩完你的位 :) 你可以转换回 long（或 ulong）或者你的情况 uint16_t value = static_cast<uint16_t>(bits.to_ulong())。感谢 stdlib。

Answer 5

为了更好地了解您想要什么，请查看以下内容link

屏蔽：https://en.wikipedia.org/wiki/Mask_(computing) 和

位操作：https://en.wikipedia.org/wiki/Bit_manipulation

结论：如果你想读取变量（寄存器）中的特定位数，你应该用这个带有位位置的变量制作一个掩码。假设你有 2Byte 变量 (u16Reg) 并且你想读取位 [5,7] 所以， value = ((u16Reg & 0x00A0) >> 5)。在你的情况下，你想读取一位和 return 其状态 TRUE 或 FALSE.

value = ((u16Reg & (0x0001 << n)) >> n)

其中 n 是您要读取的位数。

让我们了解一下。说 u16Reg = 0x529D = 0b0101001010011101；位[0] = 1 和位[15] = 0；并且您想获得第 9 位。所以，首先确保除了你的 (9) 之外所有位都是零。

(0b0101001010011101 & (0x0001 << 9))      = 
(0b0101001010011101 & 0x0200)             = 
(0b0101001010011101 & 0b0000001000000000) =
(0b0000001000000000)                      = 0x0200

这意味着 TRUE，以防您认为 nonZero 是 TRUE。但如果 TRUE 表示 0x01，则应将此位移动到位 [0]，如下所示： (0x0200 >> 9) = 0x0001 为真如果你能理解这一点，你可以把它变得更简单：

value = ((u16Reg >> n) & 0x0001)

如何正确地从 uint16_t 变量中提取一个特定位

How to extract one specific bit from a uint16_t variable properly

c++

embedded

wrapper

bit