Уменьшение исполняемого кода на этапе компиляции

@ni_ko · Регистрация: 20.01.2015

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Существует набор регистров (переменных), которые нужно заполнять.
Например есть набор Reg1...Reg10

В зависимости от режима работы, вызываются функции настройки, которые рассчитывают необходимые значения для регистров и заполняют их.
Пусть будет foo1(rate), заполняющая регистры Reg1,3,5 и foo2(size), заполняющая регистры Reg1,3,7
И процесс настройки выглядит как-то так:
foo1(115200);
foo2(128);

Настройка выполняется один раз при запуске программы.
Обе функции используют одни и те же регистры Reg1,3 (разные биты регистров отвечают за разные настройки).
Внутри функции настройки формируется битовая маска, которая применяется к необходимым регистрам
так Reg |= mask или так Reg &=mask. Т.е. сначала считывается значение регистра, к промежуточному значению применяется маска и оно записывается обратно.

Идея заключается в том, чтобы сформировать все значения регистров на этапе компиляции (например при помощи шаблонов), незадействованным регистрам выставить флаг неактивности. И при запуске программы пробежаться по списку регистров и присвоить им необходимые значения, обратившись к каждому регистру всего один раз.

Подскажите, какими средствами это можно и удобно сделать

@jahdjkhasjdhjah · 18.01.2018, 11:02

Вы можете сформировать значения на уровне define-ов.
например,

C++
1
#define VALUE ( (0b11101 << 2) | (0b10) )

Либо использовать локальную non-volatile переменную (т.е. самую обычную). Компилятор сам объединит все промежуточные телодвижения с ней в одно действие. Например:

C++
1
2
3
4
uint32_t value = 0;
value |= 0b11101 << 2;
value |= 0b10;
REG = value;

@ni_ko · 18.01.2018, 11:25 **[ТС]**

Я так сейчас и делаю. Но тут принципиальный момент, что используются разные функции, работающие с одним регистром.
Если функции превратить в макросы, все равно нужно где-то хранить результат между ними.

А вот 2 способ.. не соображу как его применить, чтобы временная переменная использовалась именно таким образом.
В таком варианте это скорее всего не сработает:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
uint32 reg[10];
 
void foo1(rate){
 reg[1] |= rate&0x0F;
}
 
void foo2(size){
 reg[1] |= size&0xF0;
}
 
void fillReg(){
 Reg1 = reg[1];
}
 
void main(){
  foo1(55);
  foo2(245);
  fillReg();
}

Можно ли указать компилятору, что переменные uint32 reg[10] являются "виртуальными" и существуют только на этапе компиляции, а реальным регистрам уже присваивать их значения, чтобы функции foo1 и foo2 не попали в исполняемый код?

@COKPOWEHEU · 18.01.2018, 12:08

Что за контроллер?
Вы переводите входное значение в маску для регистров, которая меняет только те биты, которые ей нужны. Причем, если это делается только на старте и недоступно для изменения при работе, можно сразу задать параметры именованными константами

C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
#define SPEED_MASK (~0xFF20406080)
#define B9600 0x10204080
#define B115200 0x00204080
#define set_speed(speed) do{\
  reg1 &= (uint8_t)SPEED_MASK;\
  reg1 |= (uint8_t)speed;\
  reg2 &= (uint8_t)(SPEED_MASK>>8);\
  reg2 |= (uint8_t)(speed>>8);\
...\
  reg4 &= (uint8_t)(SPEED_MASK>>24);\
  reg4 |= (uint8_t)(speed>>24);\
while(0)
set_speed( B115200 );

@ni_ko · 18.01.2018, 12:22 **[ТС]**

stm32

Можно, но при любом изменении нужно будет думать какой бит где поменять и какая именованная константа за это отвечает.
А в функцию можно будет просто передать режим работы порта например, а она сама какие нужно биты по регистрам раскидает

@COKPOWEHEU · 18.01.2018, 12:56

И в чем разница? Только у меня для настройки используются именованные константы, объявленные в заголовочном файле, и макрофункция, которая их распихивает по регистрам. Вы один раз (для каждого класса контроллеров) расписываете константы частот, а потом в основной программе вызываете.
С другой стороны, частота обмена обычно не связана с другими регистрами, так что не понимаю в чем проблема.

@ni_ko · 18.01.2018, 13:45 **[ТС]**

про частоты абстрактно писал
Вот конкретный пример:
Включение тактирования GPIO
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN
В регистре APB2ENR включается тактирование и для GPIOA, B,...
Например сейчас для SPI вы используете порт А, создали константу APB2ENR_FILL, там установили соотв. биты. А потом нужно поменять на другой SPI, находящийся на порту B, нужно вспоминать про этот регистр, про то какой бит отвечает за порт В и соответственно менять APB2ENR_FILL.
И в коде запись вида APB2ENR_FILL = 0x12345678 вообще не информативна, если наизусть не знать datasheet
И это всего один регистр.
А теперь представьте, что вы имеете программный модуль (файл) АЦП, который обеспечивает обмен по SPI с каким-нибудь ADSxxx, сколько он задействует регистров при настройке? я думаю десяток точно.
А потом в проекте появляется еще один файл с какой-нибудь периферией, который работает с тем же портом В и при инициализации тоже использует регистры порта В.
Т.к. регистр уже используется из двух разных мест, его для настройки через макросы нужно выносить в отдельный файл.
и т.д. и проект превращается в монстра, которого сложно поддерживать (по крайней мере у меня так было).
И чтобы начать работать с внешним АЦП по SPI нужно будет прописывать инициализацию не в одном файле, а в трех.
Но я считаю что гораздо логичнее делить проект по решаемым задачам. Не нужно больше использовать АЦП? - убираем одну функцию, а иначе придется лазать по всему коду и вычищать использование.
Может немного сумбурно написал, но идея такая

@COKPOWEHEU · 18.01.2018, 16:13

Естественно, макросы нужно вынести в отдельный файл, один раз написать ~~и забыть~~. Сам этот файл будет сборищем ST-шных макросов и магических констант. Но в том-то и дело что лазить в его внутренности не требуется, а константы как были привязаны к железу, так и остаются. Хотя лучше, конечно, именно через стандартные макросы

@TRam_ · 18.01.2018, 16:34

Сообщение от ni_ko

переменные uint32 reg[10] являются "виртуальными" и существуют только на этапе компиляции, а реальным регистрам уже присваивать их значения

Если компилятор не поддерживает С++11, то так сделать нельзя, только макросы... Если поддерживает (что маловероятно, может компилятор вообще только чистый С понимает) - то constexpr ( https://habrahabr.ru/post/228181/ )

@jahdjkhasjdhjah · 18.01.2018, 16:42

Может быть вам как-то поможет вот такой вариант:

Делаете что-то подобное ардуине. Т.е. в главном файле делаете функцию init для инициализации чего надо и функцию loop для обработки рантайма. Далее работу с каждой логической единицей своей программы выносите в отдельный файл и оформляете в класс. У класса делаете методы init и loop (в нем вся логика модуля). Тогда у вас код принимает следующий вид:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
ADC adc;
UART uart;
TASK1 task1;
TASK2 task2;
 
void init () {
  adc.init();
  uart.init();
  task1.init();
  task2.init();
}
 
void loop () {
  adc.loop();
  uart.loop();
  task1.loop();
  task2.loop();
}
 
int main() {
  init();
  while(1) {
    loop();
  }
  return 0;
}

Теперь, чтобы убрать какой-либо модуль нужно закомментить всего три строки. Чтобы добавить - добавить три строки. А вся логика будет распихана по отдельным классам и файлам. Очень удобно. Проверено.

А потом в проекте появляется еще один файл с какой-нибудь периферией, который работает с тем же портом В и при инициализации тоже использует регистры порта В.

Это вообще не проблема. Используете операции модификации битовых полей |= и &=. Либо промежуточную переменную.
И инициализация происходит всего один раз. Поэтому даже если какой-то регистр "подергается" программой 10 раз страшного ничего не произойдет. Вот когда в главном цикле - тогда да, стоит призадуматься.

@TRam_ · 18.01.2018, 16:51

Сообщение от ni_ko

Т.к. регистр уже используется из двух разных мест, его для настройки через макросы нужно выносить в отдельный файл.

Да не в одном файле дело. Если регистр асинхронно изменяется из двух разных мест, то никакие define'ы в общем случае не помогут - нужно суммирование производить в неком свободном регистре, и только из него записывать в требуемый.

Если нужно чтоб всё собралось синхронно, в момент компиляции проекта, то в макросе нужно будет указывать все требуемые опции

C++
1
#define set_speed(speed, por0, port1, port2, port3)

и т.д.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
http://iceja.net/ сервер решения полиномов iceja 18.01.2026 Выкатила http:/ / iceja. net/ сервер решения полиномов (находит действительные корни полиномов методом Штурма). На сайте документация по API, но скажу прямо VPS слабенький и 200 000 полиномов. . .	Первый деплой lagorue 16.01.2026 Не спеша развернул своё 1ое приложение в kubernetes. А дальше мне интересно создать 1фронтэнд приложения и 2 бэкэнд приложения развернуть 2 деплоя в кубере получится 2 сервиса и что-бы они. . .	Расчёт переходных процессов в цепи постоянного тока igorrr37 16.01.2026 / * Дана цепь постоянного тока с R, L, C, k(ключ), U, E, J. Программа составляет систему уравнений по 1 и 2 законам Кирхгофа, решает её и находит: токи, напряжения и их 1 и 2 производные при t = 0;. . .	Восстановить юзерскрипты Greasemonkey из бэкапа браузера damix 15.01.2026 Если восстановить из бэкапа профиль Firefox после переустановки винды, то список юзерскриптов в Greasemonkey будет пустым. Но восстановить их можно так. Для этого понадобится консольная утилита. . .
Изучаю kubernetes lagorue 13.01.2026 А пригодятся-ли мне знания kubernetes в России?	Сукцессия микоризы: основная теория в виде двух уравнений. anaschu 11.01.2026 https:/ / rutube. ru/ video/ 7a537f578d808e67a3c6fd818a44a5c4/	WordPad для Windows 11 Jel 10.01.2026 WordPad для Windows 11 — это приложение, которое восстанавливает классический текстовый редактор WordPad в операционной системе Windows 11. После того как Microsoft исключила WordPad из. . .	Classic Notepad for Windows 11 Jel 10.01.2026 Old Classic Notepad for Windows 11 Приложение для Windows 11, позволяющее пользователям вернуть классическую версию текстового редактора «Блокнот» из Windows 10. Программа предоставляет более. . .

@ni_ko 3 / 3 / 0 Регистрация: 20.01.2015 Сообщений: 47

	Уменьшение исполняемого кода на этапе компиляции 18.01.2018, 10:47. Показов 1106. Ответов 10 Метки нет (Все метки) Существует набор регистров (переменных), которые нужно заполнять. Например есть набор Reg1...Reg10 В зависимости от режима работы, вызываются функции настройки, которые рассчитывают необходимые значения для регистров и заполняют их. Пусть будет foo1(rate), заполняющая регистры Reg1,3,5 и foo2(size), заполняющая регистры Reg1,3,7 И процесс настройки выглядит как-то так: foo1(115200); foo2(128); Настройка выполняется один раз при запуске программы. Обе функции используют одни и те же регистры Reg1,3 (разные биты регистров отвечают за разные настройки). Внутри функции настройки формируется битовая маска, которая применяется к необходимым регистрам так Reg \|= mask или так Reg &=mask. Т.е. сначала считывается значение регистра, к промежуточному значению применяется маска и оно записывается обратно. Идея заключается в том, чтобы сформировать все значения регистров на этапе компиляции (например при помощи шаблонов), незадействованным регистрам выставить флаг неактивности. И при запуске программы пробежаться по списку регистров и присвоить им необходимые значения, обратившись к каждому регистру всего один раз. Подскажите, какими средствами это можно и удобно сделать 0

@ni_ko 3 / 3 / 0 Регистрация: 20.01.2015 Сообщений: 47
	18.01.2018, 12:22 [ТС]
	stm32 Можно, но при любом изменении нужно будет думать какой бит где поменять и какая именованная константа за это отвечает. А в функцию можно будет просто передать режим работы порта например, а она сама какие нужно биты по регистрам раскидает 0

@COKPOWEHEU 4083 / 2681 / 432 Регистрация: 09.09.2017 Сообщений: 11,907
	18.01.2018, 12:56
	И в чем разница? Только у меня для настройки используются именованные константы, объявленные в заголовочном файле, и макрофункция, которая их распихивает по регистрам. Вы один раз (для каждого класса контроллеров) расписываете константы частот, а потом в основной программе вызываете. С другой стороны, частота обмена обычно не связана с другими регистрами, так что не понимаю в чем проблема. 0

@ni_ko 3 / 3 / 0 Регистрация: 20.01.2015 Сообщений: 47
	18.01.2018, 13:45 [ТС]
	про частоты абстрактно писал Вот конкретный пример: Включение тактирования GPIO RCC->APB2ENR \|= RCC_APB2ENR_IOPCEN В регистре APB2ENR включается тактирование и для GPIOA, B,... Например сейчас для SPI вы используете порт А, создали константу APB2ENR_FILL, там установили соотв. биты. А потом нужно поменять на другой SPI, находящийся на порту B, нужно вспоминать про этот регистр, про то какой бит отвечает за порт В и соответственно менять APB2ENR_FILL. И в коде запись вида APB2ENR_FILL = 0x12345678 вообще не информативна, если наизусть не знать datasheet И это всего один регистр. А теперь представьте, что вы имеете программный модуль (файл) АЦП, который обеспечивает обмен по SPI с каким-нибудь ADSxxx, сколько он задействует регистров при настройке? я думаю десяток точно. А потом в проекте появляется еще один файл с какой-нибудь периферией, который работает с тем же портом В и при инициализации тоже использует регистры порта В. Т.к. регистр уже используется из двух разных мест, его для настройки через макросы нужно выносить в отдельный файл. и т.д. и проект превращается в монстра, которого сложно поддерживать (по крайней мере у меня так было). И чтобы начать работать с внешним АЦП по SPI нужно будет прописывать инициализацию не в одном файле, а в трех. Но я считаю что гораздо логичнее делить проект по решаемым задачам. Не нужно больше использовать АЦП? - убираем одну функцию, а иначе придется лазать по всему коду и вычищать использование. Может немного сумбурно написал, но идея такая 0

@COKPOWEHEU 4083 / 2681 / 432 Регистрация: 09.09.2017 Сообщений: 11,907
	18.01.2018, 16:13
	Естественно, макросы нужно вынести в отдельный файл, один раз написать ~~и забыть~~. Сам этот файл будет сборищем ST-шных макросов и магических констант. Но в том-то и дело что лазить в его внутренности не требуется, а константы как были привязаны к железу, так и остаются. Хотя лучше, конечно, именно через стандартные макросы 0