constexpr и union

@Pavel250 · Регистрация: 05.08.2016

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день! Подскажите пожалуйста, можно ли использовать constexpr для расчета на этапе компиляции с объединением (union). Мне нужен доступ к отдельным именованным битам uint32 и на выходе я хочу получить число uint32 с выставленными мною битами для записи в регистр.

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
27
28
29
30
#include <stdint.h>
union bf {
    struct bit {
        unsigned AFIOEN : 1;
        unsigned : 1;
        unsigned IOPAEN : 1;
        unsigned IOPBEN : 1;
        unsigned IOPCEN : 1;
        unsigned IOPDEN : 1;
        unsigned IOPEEN : 1;
        unsigned : 2;
        unsigned ADC1EN : 1;
        unsigned ADC2EN : 1;
        unsigned TIM1EN : 1;
        unsigned SPI1EN : 1;
        unsigned : 1;
        unsigned USART1EN : 1;
        unsigned : 1;
    } b;
    uint32_t B;
};
constexpr uint32_t foo() {
    bf reg{ 0 };
    reg.b.USART1EN = 1;
    reg.b.ADC1EN = 1;
    return reg.B;
}
int main() {
    constexpr uint32_t tmp = foo();
}

Croessmah · 15.03.2020, 21:13

Сообщение от Pavel250

я хочу получить число uint32 с выставленными мною битами

union не для этого. Собственно, в подсказке и говорится о том, что вы пытаетесь читать из неактивного члена объединения.

P.S. Могу ошибаться, но и порядок расположения битовых полей тоже неопределен.

@Pavel250 · 15.03.2020, 21:21 **[ТС]**

Croessmah, union работает нормально, для такой реализации. Но провернуть такое на этапе компиляции видимо нельзя. Просто очень удобно настраивать регистры микроконтроллера таким способом, нежели битовой логикой reg |=1<<(n бита)

Croessmah · 15.03.2020, 22:34

Не по теме:

Сообщение от Pavel250

Но провернуть такое на этапе компиляции видимо нельзя.

Потому что читаете из неактивного члена объединения, что, как бы нельзя делать. То, что это у вас в рантайме работает, не означает, что это разрешено.

Добавлено через 56 минут

Сообщение от Pavel250

нежели битовой логикой reg |=1<<(n бита)

Можно как-то так попробовать:

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
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
#include <iostream>
#include <stdint.h>
 
 
enum BitNums: uint32_t
{
    //...
    TIM1EN = 11,
    SPI1EN = 12,
    USART1EN = 14
};
 
 
template<uint32_t ... Bits>
struct BitFlag;
 
template<uint32_t FBit, uint32_t ... Bits>
struct BitFlag<FBit, Bits...>
{
    static constexpr uint32_t value = (uint32_t(1) << FBit) | BitFlag<Bits...>::value;
};
 
template<>
struct BitFlag<>
{
    static constexpr uint32_t value = 0;
};
 
constexpr uint32_t foo()
{
    return BitFlag<USART1EN, SPI1EN>::value;//Устанавливает биты USART1EN(14) и SPI1EN(13) в единицу
}
 
int main() {
    constexpr uint32_t tmp = foo();
    std::cout << tmp << std::endl;
}

@zayats80888 · 15.03.2020, 23:04

без рекурсии

Кликните здесь для просмотра всего текста

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
#include <iostream>
#include <stdint.h>
 
enum BitNums : uint32_t
{
    //...
    TIM1EN = 11,
    SPI1EN = 12,
    USART1EN = 14
};
 
template<uint32_t ... Bits>
struct BitPack {};
 
 
template<uint32_t ... Bits>
constexpr uint32_t foo(BitPack<Bits...>)
{
    return (uint32_t(0) | ... | (uint32_t(1) << Bits));
}
 
int main() {
    
    static_assert(foo<USART1EN, SPI1EN>({}) == 20480u);
    
}

@Pavel250 · 15.03.2020, 23:09 **[ТС]**

Croessmah, круто, работает

Спасибо! Буду разбираться завтра. А на с++14 будет работать? Это потолок пока.
zayats80888, выражения свертки добавили же в с++17, пока не могу использовать.

Croessmah · 15.03.2020, 23:19

Сообщение от zayats80888

return (uint32_t(0) | ... | (uint32_t(1) << Bits));

return ((uint32_t(1) << Bits) | ...);

Сообщение от Pavel250

А на с++14 будет работать?

Да.

@zayats80888 · 15.03.2020, 23:21

Не по теме:

Croessmah, т.е. там 0 в конце итак добавится?
просто я смотрю

When a unary fold is used with a pack expansion of length zero, only the following operators are allowed:

1) Logical AND (&&). The value for the empty pack is true
2) Logical OR (||). The value for the empty pack is false
3) The comma operator (,). The value for the empty pack is void()

Croessmah · 15.03.2020, 23:25

zayats80888, да.

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от Croessmah

zayats80888, да.

Нет. Там же побитовый...

@zayats80888 · 15.03.2020, 23:30

Сообщение от Croessmah

Нет. Там же побитовый...

я всмысле для такого вызова тогда ругается foo({}), но это в принципе не страшно

@Pavel250 · 16.03.2020, 08:54 **[ТС]**

Croessmah, Вроде все понял с рекурсией, а зачем ранее объявление структуры? Я понимаю что без этого ругается. Но не понимаю почему.

C++
1
2
template<uint32_t ... Bits>
struct BitFlag;

В реализации с union можно было делать поля и по несколько бит, нужно попробовать и тут так сделать.

@DrOffset · 16.03.2020, 09:49

Сообщение от Pavel250

ранее объявление структуры?

Оно задает основной шаблон. Раннее или не раннее тут не особо важно, главное чтобы было объявление основного шаблона. Если этого нет перед специализацией, то не ясно что специализируется.

@Pavel250 · 16.03.2020, 10:23 **[ТС]**

Croessmah,

Сообщение от Croessmah

Можно как-то так попробовать:

Добавил namespace, чтобы были подсказки, очень удобно, так как такие enumы будут на каждый регистр, а их overмного и лезть смотреть каждый в datasheet долго. Один раз описал и все. Огромное вам спасибо!

@Pavel250 · 16.03.2020, 10:25 **[ТС]**

Для битовых полей с несколькими битами будет как-то так, наверно (то что подряд нумеровать не буду).

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
namespace RCC {
    enum BitNums : uint32_t
    {
        //...
        TIM1EN = 11,
        SPI1EN = 12,
        USART1EN_b1 = 14,
        USART1EN_b2 = 15,
        USART1EN_b3 = 16
    };
}

@Pavel250 · 16.03.2020, 11:18 **[ТС]**

Отличное решение для настройки регистров embedded systems от Croessmah,

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
27
28
29
30
#include <iostream>
#include <stdint.h>
 
namespace RCC_APB2ENR {
    enum reg : uint32_t
    {
        TIM1EN = 11,
        SPI1EN = 12,
        USART1EN = 14
    };
}
 
template<uint32_t ... Bits>
struct BitField;
 
template<uint32_t FBit, uint32_t ... Bits>
struct BitField<FBit, Bits...>
{
    static constexpr uint32_t value = (uint32_t(1) << FBit) | BitField<Bits...>::value;
};
template<>
struct BitField<>
{
    static constexpr uint32_t value = 0;
};
 
int main() {
    constexpr uint32_t tmp = BitField<RCC_APB2ENR::USART1EN, RCC_APB2ENR::SPI1EN>::value;;
    std::cout << tmp << std::endl;
}

В ассемблере это уже выглядит так:

Croessmah · 17.03.2020, 09:05

Сообщение от Pavel250

В реализации с union можно было делать поля и по несколько бит, нужно попробовать и тут так сделать.

Нужно попробовать.

Первое что в голову залезло

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
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
#include <bitset>
#include <iostream>
//----------------------------------------------------------------
#include <cstdint>
 
template<uint32_t ... Bits>
struct BSeq32
{
    template<uint32_t ... TBits>
    using AppendBits = BSeq32<Bits..., TBits...>;
};
 
 
namespace details
{
 
template<typename ... Types>
struct CombineBSeq;
 
template<typename ... Types, uint32_t ... Bits>
struct CombineBSeq<BSeq32<Bits...>, Types...>
{
    using type = typename CombineBSeq<Types...>::type::template AppendBits<Bits...>;
};
 
template<uint32_t ... Bits>
struct CombineBSeq<BSeq32<Bits...>>
{
    using type = BSeq32<Bits...>;
};
 
template<>
struct CombineBSeq<>
{
    using type = BSeq32<>;
};
 
 
template<uint32_t ... Bits>
struct BitField;
 
template<uint32_t FBit, uint32_t ... Bits>
struct BitField<FBit, Bits...>
{
    static constexpr uint32_t value = (uint32_t(1) << FBit) | BitField<Bits...>::value;
};
 
template<>
struct BitField<>
{
    static constexpr uint32_t value = 0;
};
 
 
template<typename BPack>
struct MakeValueFromBSeq{};
 
template<uint32_t ... Bits>
struct MakeValueFromBSeq<BSeq32<Bits...>>: BitField<Bits...>
{
};
 
 
}//namespace details
 
 
 
template<typename ... Types>
struct MakeValue
{
    static constexpr uint32_t value = ::details::MakeValueFromBSeq<typename ::details::CombineBSeq<Types...>::type>::value;
};
//----------------------------------------------------------------
 
namespace RCC_APB2ENR {
 
    using TIM1EN = BSeq32<11>;
    using SPI1EN = BSeq32<12>;
    using USART1EN = BSeq32<13>;
    using TEST1 = BSeq32<4, 5, 18, 31>;
}
 
constexpr uint32_t foo()
{
    return MakeValue<         //Устанавливаем биты
        RCC_APB2ENR::TIM1EN , //11
        RCC_APB2ENR::SPI1EN , //12
        RCC_APB2ENR::TEST1,   //4, 5, 18, 31
        BSeq32<0, 1>          //0, 1
    >::value;
}
 
 
int main() {
    constexpr uint32_t tmp = foo();
    std::cout << tmp << std::endl;
    //std::cout << std::bitset<32>(tmp) << std::endl;
    return 0;
}

https://gcc.godbolt.org/z/AsTjSy

Но всё же, проще будет битовыми операциями.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Thinkpad X220 Tablet — это лучший бюджетный ноутбук для учёбы, точка. Programma_Boinc 23.12.2025 Рецензия / Мнение/ Перевод Ниже машинный перевод статьи The Thinkpad X220 Tablet is the best budget school laptop period . Thinkpad X220 Tablet — это лучший бюджетный ноутбук для учёбы,. . .	PhpStorm 2025.3: WSL Terminal всегда стартует в ~ and_y87 14.12.2025 PhpStorm 2025. 3: WSL Terminal всегда стартует в ~ (home), игнорируя директорию проекта Симптом: После обновления до PhpStorm 2025. 3 встроенный терминал WSL открывается в домашней директории. . .	Как объединить две одинаковые БД Access с разными данными VikBal 11.12.2025 Помогите пожалуйста !! Как объединить 2 одинаковые БД Access с разными данными.	Новый ноутбук volvo 07.12.2025 Всем привет. По скидке в "черную пятницу" взял себе новый ноутбук Lenovo ThinkBook 16 G7 на Амазоне: Ryzen 5 7533HS 64 Gb DDR5 1Tb NVMe 16" Full HD Display Win11 Pro	Музыка, написанная Искусственным Интеллектом volvo 04.12.2025 Всем привет. Некоторое время назад меня заинтересовало, что уже умеет ИИ в плане написания музыки для песен, и, собственно, исполнения этих самых песен. Стихов у нас много, уже вышли 4 книги, еще 3. . .
От async/await к виртуальным потокам в Python IndentationError 23.11.2025 Армин Ронахер поставил под сомнение async/ await. Создатель Flask заявляет: цветные функции - провал, виртуальные потоки - решение. Не threading-динозавры, а новое поколение лёгких потоков. Откат?. . .	Поиск "дружественных имён" СОМ портов Argus19 22.11.2025 Поиск "дружественных имён" СОМ портов На странице: https:/ / norseev. ru/ 2018/ 01/ 04/ comportlist_windows/ нашёл схожую тему. Там приведён код на С++, который показывает только имена СОМ портов, типа,. . .	Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Programma_Boinc 20.11.2025 Сколько Государство потратило денег на меня, обеспечивая инсулином. Вот решила сделать интересный приблизительный подсчет, сколько государство потратило на меня денег на покупку инсулинов. . . .	Ломающие изменения в C#.NStar Alpha Etyuhibosecyu 20.11.2025 Уже можно не только тестировать, но и пользоваться C#. NStar - писать оконные приложения, содержащие надписи, кнопки, текстовые поля и даже изображения, например, моя игра "Три в ряд" написана на этом. . .	Мысли в слух kumehtar 18.11.2025 Кстати, совсем недавно имел разговор на тему медитаций с людьми. И обнаружил, что они вообще не понимают что такое медитация и зачем она нужна. Самые базовые вещи. Для них это - когда просто люди. . .

@Pavel250 51 / 37 / 14 Регистрация: 05.08.2016 Сообщений: 187
	15.03.2020, 21:21 [ТС]
	Croessmah, union работает нормально, для такой реализации. Но провернуть такое на этапе компиляции видимо нельзя. Просто очень удобно настраивать регистры микроконтроллера таким способом, нежели битовой логикой reg \|=1<<(n бита) Миниатюры 0

@Pavel250 51 / 37 / 14 Регистрация: 05.08.2016 Сообщений: 187
	15.03.2020, 23:09 [ТС]
	Croessmah, круто, работает Спасибо! Буду разбираться завтра. А на с++14 будет работать? Это потолок пока. zayats80888, выражения свертки добавили же в с++17, пока не могу использовать. Миниатюры 0

constexpr и union

Решение