Извини, библиотека не для распространения. Давай я лучше простенький пример придумаю как С++ позволяет оптимизировать код. Заодно и шаблон пощупаем. Как раз для начинающих.
Задача: функция toggle для произвольного количества бит в порту STM32F1.
Для начала обзаведёмся служебной функцией, которая считает количество установленных бит.
Код: Выделить всё
static inline constexpr uint32_t countSetBits(uint32_t value)
{
uint32_t bits = 0;
while (value)
{
value &= value - 1;
bits++;
}
return bits;
}
Вроде ничего особенного, но если на входе константа, то компилятор посчитает значение этой функции на этапе компиляции.
Ну, всё готово, чтобы сделать наш класс. Естественно, он будет шаблонным.
Код: Выделить всё
template <uint32_t GpioID, uint16_t PM=0xFFFF>
class TSimplePort
{
static_assert(PM>0, "Wrong mask");
static inline auto base() { return (GPIO_TypeDef*)GpioID; }
public:
TSimplePort() = default;
static inline void toggle()
{
if constexpr (PM == 0xFFFF)
base()->ODR = ~base()->ODR;
else
if constexpr (countSetBits(PM)==1)
if(base()->ODR & PM) base()->BRR = PM; else base()->BSRR = PM;
else
base()->BSRR = (PM << 16) | (~base()->ODR & PM);
}
};
Начинается всё с параметров шаблона
Код: Выделить всё
template <uint32_t GpioID, uint16_t PM=0xFFFF>
В первый будем передавать с каким портом контроллера работать (GPIOA, GPIOB и так далее). Во второй маску, какие биты в порту будут задействованы. Второму параметру зададим значение по умолчанию - оно будет использоваться, если параметр не будет указан.
Попросим компилятор проверить, что пользователь не захотел пустую маску использовать. В нашем примере это неуместно.
Дальше идёт приватная функция base().
Код: Выделить всё
static inline auto base() { return (GPIO_TypeDef*)GpioID; }
Её значение мы будем использовать как указатель на используемый порт. Наш класс не знает же до момента компиляции с каким портом будет работать.
Конструктор. Тут всё статическое, конструктор по сути и не нужен, пускай компилятор сам разберётся с ним.
Ну всё, все подготовительные работы закончены. Осталось метод toggle() разобрать. Тут будут наши оптимизации. С ходу просматривается три варианта развития событий:
1. Используются все биты в порту. Тогда напрашивается cделать инверсию ODR = ~ODR. Мы ведь ничего не испортим.
2. Если ипользуется один бит в порту, то смотрим в каком состоянии вывод и сбрасываем/устанавливаем его записью маски в BRR/BSRR.
3. Используется несколько бит в порту. Наиболее общий случай. Читаем ODR и через BSRR что надо скидываем, что надо устанавливаем.
Ну что, проверим на практике?
1. Будем работать со всем портом. Маску не будем указывать, она задастся по умолчанию.
Код: Выделить всё
using TestPort = TSimplePort<uint32_t(GPIOA_BASE)>;
TestPort::toggle();
LDR.W R5,??main_0 ;; 0x4001080c
LDR R0,[R5, #+0] ;; Read ODR
MVNS R0,R0
STR R0,[R5, #+0] ;; Write ODR
2. Попробуем с одним пином в порту.
Код: Выделить всё
using TestPort = TSimplePort<uint32_t(GPIOA_BASE), (1<<2)>;
TestPort::toggle();
LDR.W R5,??main_0 ;; 0x4001080c
LDR R0,[R5, #+0] ;; Read ODR
LSLS R1,R0,#+29
ITTEE MI
MOVMI R0,#+4
STRMI R0,[R5, #+8] ;; Write BRR
MOVPL R1,#+4
STRPL R1,[R5, #+4] ;; Write BSRR
3. А теперь два бита в порту
Код: Выделить всё
using TestPort = TSimplePort<uint32_t(GPIOA_BASE), (1<<2)|(1<<1) >;
TestPort::toggle();
LDR.W R5,??main_0 ;; 0x4001080c
LDR R0,[R5, #+0] ;; Read ODR
MVNS R0,R0
AND R0,R0,#0x6
ORR R0,R0,#0x60000
STR R0,[R5, #+4] ;; Write BSRR
Благодаря возможностям языка программирования компилятор на этапе компиляции просчитал значение функции countSetBits(), внутри метода toggle() выбрал наилучший вариант кода и выкинул остальные!
Вроде для начала ничего сложного, правда ведь?
2Злопыхатели: это учебный пример!
