Как указывалось ранее, биты часто встречаются при программировании интерфейсов аппаратного обеспечения. Как правило, такие интерфейсы определяются как смесь битов и чисел, имеющих разные размеры. Эти биты и числа обычно имеют имена и стоят на заданных позициях в слове, которое часто называют регистром устройства (device register).
В языке C++ есть специальные конструкции для работы с такими фиксированными схемами: битовые поля (bitfields). Рассмотрим номер страницы, используемый менеджером страниц глубоко внутри операционной системы. Вот как выглядит диаграмма, приведенная в руководстве по работе с операционной системой.
position: 31: 9: 6: 3: 2: 1: О:
PPN:
22 3 3 1 1 1 1
PFN unused CCA j dirty j global
name:
nonreachable valid
З2-битовое слово состоит из двух числовых полей (одно длиной 22 бита и другое — 3 бита) и четырех флагов (длиной один бит каждый). Размеры и позиции этих фрагментов фиксированы. Внутри слова существует даже неиспользуемое (и неименованное) поле. Эту схему можно описать с помощью следующей структуры:
struct PPN { // Номер физической страницы
// R6000 Number unsigned int PFN : 22 ; // Номер страничного блока
int : 3 ; // не используется
unsigned int CCA : 3 ; // Алгоритм поддержки
// когерентности кэша // (Cache Coherency Algorithm)
bool nonreachable : 1 ; bool dirty : 1 ; bool valid : 1 ; bool global : 1 ;
};
Для того чтобы узнать, что переменные PFN и CCA должны интерпретироваться как целые числа без знака, необходимо прочитать справочник. Но мы могли бы восстановить структуру непосредственно по диаграмме. Битовые поля заполняют слово слева направо. Количество битов указывается как целое число после двоеточия. Указать абсолютную позицию (например, бит 8) нельзя. Если битовые поля занимают больше памяти, чем слово, то поля, которые не помещаются в первое слово, записываются в следующее. Надеемся, что это не противоречит вашим желаниям. После определения битовое поле используется точно так же, как все остальные переменные. void part_of_VM_system(PPN * p )
{
// . . .
if (p->dirty) { // содержание изменилось // копируем на диск p->dirty = 0 ;
}
// . . .
}
Битовые поля позволяют не использовать сдвиги и наложение масок, для того чтобы получить информацию, размещенную в середине слова. Например, если объект класса PPN называется pn, то битовое поле CCA можно извлечь следующим образом:
unsigned int x = pn.CCA; // извлекаем битовое поле CCA
Если бы для представления тех же самых битов мы использовали целое число типа int с именем pni, то нам пришлось бы написать такой код:
unsigned int y = (pni>>4)&0x7; // извлекаем битовое поле CCA
Иначе говоря, этот код сдвигает структуру pn вправо, так чтобы поле CCA стало крайним левым битом, а затем накладывает на оставшиеся биты маску 0x7 (т.е. устанавливает последние три бита). Если вы посмотрите на машинный код, то скорее всего обнаружите, что сгенерированный код идентичен двум строкам, приведенным выше.
Смесь аббревиатур (CCA, PPN, pfn) типична для низкоуровневых кодов и мало информативна вне своего контекста.
Опубликовал katy
April 26 2015 11:44:01 ·
0 Комментариев ·
2411 Прочтений ·
• Не нашли ответ на свой вопрос? Тогда задайте вопрос в комментариях или на форуме! •
Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.
Пожалуйста, залогиньтесь или зарегистрируйтесь для голосования.
Нет данных для оценки.
Гость
Вы не зарегистрированны? Нажмите здесь для регистрации.
Главная
Каталог файлов
