从寄存器中读取 2 位答案

【问题标题】：reading 2 bits off a register从寄存器中读取 2 位
【发布时间】：2012-10-17 11:45:05
【问题描述】：

我正在查看 NIC 的数据表规范，上面写着：

寄存器的位 2:3 包含 NIC 速度，4 包含链接状态等。如何使用按位隔离这些位？

例如，我看到隔离链接状态的代码类似于：

(link_reg & (1 >4

但我不太明白为什么是正确的转变。我必须说，我仍然对按位运算不太满意，即使我了解如何转换为二进制以及每个运算的作用，但它并不实用。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

这取决于你想用那个位做什么。链接状态，称它为 L 在某处的变量/寄存器中

    43210
xxxxLxxxx

用 1 隔离你想要的那个位，按位运算：

  xxLxxxx
& 0010000
=========
  00L0000

1

status&(1<<4)

这将给出零或 0b10000 的结果。您可以进行布尔比较以确定它是假（零）还是真（非零）

if(status&(1<<4))
{
   //bit was on/one
}
else
{
   //bit was off/zero
}

如果你想让结果为 1 或 0，你需要将结果移到个列

  (0b00L0000 >> 4) = 0b0000L

如果 and 的结果为零，则移位仍然为零，如果结果为 0b10000，则右移 4 给出 0b00001

所以

(status&(1<<4))>>4 gives either a 1 or 0;

(xxxxLxxxx & (00001<<4))>>4 =
(xxxxLxxxx & (10000))>>4 = 
(0000L0000) >> 4 = 
0000L

另一种使用更少操作的方法是

(status>>4)&1;
xxxxLxxxx >> 4 = xxxxxxL
xxxxxxL & 00001 = 00000L

【讨论】：

【解决方案2】：

最容易查看一些二进制数。

这是一个可能的寄存器值，下面是位索引：

  00111010
  76543210

所以，第 4 位是 1。我们如何得到那个位？我们构造一个只包含那个位的掩码（我们可以通过将 1 移到正确的位置来做到这一点，即1<<4），并使用&：

  00111010
& 00010000
----------
  00010000

但我们想要 0 或 1。因此，一种方法是将结果向下移动：00010000 >> 4 == 1。另一种选择是!!val，它将 0 变为 0，将非零变为 1（请注意，这仅适用于单个位，而不适用于链接速度等两位值）。

现在，如果您想要位 3:2，您可以使用设置了这两个位的掩码。你可以写3 << 2 来得到00001100（因为 3 有两位设置）。然后我们& 用它：

  00111010
& 00001100
----------
  00001000

并向下移动 2 得到10，即所需的两位。因此，获得两位链接速度的语句将是(link_reg & (3<<2))>>2。

【讨论】：

升档时，您通常需要确保您正在换档unsigned 号码。这将在此答案中将升档更改为3U << 2 和1U << 4。否则，当您升档足够大时（例如，如果您的 int 是 32 位类型，则为 31），您将面临有符号溢出及其伴随的未定义行为的风险。
感谢您的解释，但您能否更好地解释一下有关检查值中任意位范围（特别是 2:3）的这一点？

【解决方案3】：

如果您想将第 2 位和第 3 位（从 0 开始计数）视为一个数字，您可以这样做：

unsigned int n = (link_get & 0xF) >> 2;

按位加 15（二进制为 0b1111）将除底部四位以外的所有位设置为零，然后右移 2 得到位 2 和位 3 中的数字。

【讨论】：

【解决方案4】：

您可以使用它来确定pos 位置的位是否在val 中设置：

#define CHECK_BIT(val, pos) ((val) & (1U<<(pos)))

if (CHECK_BIT(reg, 4)) {
    /* bit 4 is set */
}

如果两个操作数的相应位设置为 1，则按位与运算符 (&) 将结果中的每个位设置为 1。否则，结果位为 0。

【讨论】：

【解决方案5】：

问题在于隔离位是不够的：您需要移动它们以获得正确的值大小顺序。

在您的示例中，您的大小为第 2 位和第 3 位（我假设最低有效位是第 0 位），这意味着它是 [0,3] 范围内的值。现在您可以使用reg & (0x03<<2) 或转换后的(reg & 0x12) 屏蔽这些位，但这还不够：

reg   0110 1010 &
0x12  0000 1100
---------------
0x08  0000 1000

如您所见，结果为1000b，即8，超出范围。要解决这个问题，您需要将结果移回，以便您感兴趣的值的最低有效位对应于包含字节的最低有效位：

0000 1000 >> 2 = 10b = 3

现在是正确的。

【讨论】：