STM32中的位带(bit-band)操作
支持了位带操作后，可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写。在 cm3 中，有两个区中实现了位带。其中一个是 sram 区的最低 1mb 范围，第二个则是片内外设区的最低 1mb范围。这两个区中的地址除了可以像普通的 ram 一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个 32 位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。
位带操作的概念其实 30 年前就有了，那还是8051 单片机开创的先河，如今，cm3 将此能力进化，这里的位带操作是 8051 位寻址区的威力大幅加强版。
cm3 使用如下术语来表示位带存储的相关地址：
位带区：支持位带操作的地址区
位带别名：对别名地址的访问最终作用到位带区的访问上(这中途有一个地址映射过程)
在位带区中，每个比特都映射到别名地址区的一个字——这是只有 lsb 有效的字。当一个别名地址被访问时，会先把该地址变换成位带地址。
对于读操作，读取位带地址中的一个字，再把需要的位右移到 lsb，并把 lsb 返回。对于写操作，把需要写的位左移至对应的位序号处，然后执行一个原子的“读-改-写”过程。
支持位带操作的两个内存区的范围是：
0x2000_0000‐0x200f_ffff(sram 区中的最低 1mb)
0x4000_0000‐0x400f_ffff(片上外设区中的最低 1mb)
对 sram 位带区的某个比特，记它所在字节地址为 a,位序号为 n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：
aliasaddr=0x22000000+((a-0x20000000)*8+n)*4=0x22000000+(a-0x20000000)*32+n*4
对于片上外设位带区的某个比特，记它所在字节的地址为 a,位序号为 n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：
aliasaddr=0x42000000+((a-0x40000000)*8+n)*4=0x42000000+(a-0x40000000)*32+n*4
上式中，“*4”表示一个字为 4 个字节，“*8”表示一个字节中有 8 个比特。
这里再不嫌啰嗦地举一个例子：
1. 在地址 0x20000000 处写入 0x3355aacc
2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000，并提取比特 2，值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的)，把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000，将返回 0x3355aac8(bit[2]已清零)。
位带别名区的字只有 lsb 有意义。另外，在访问位带别名区时，不管使用哪一种长度的数据传送指令(字/半字/字节)，都把地址对齐到字的边界上，否则会产生不可预料的结果。
[cpp] view plain copy///////////////////////////////////////////////////////////////
//位带操作,实现51类似的gpio控制功能
//具体实现思想,参考第五章(87页~92页).
//io口操作宏定义
#define bitband(addr, bitnum) ((addr & 0xf0000000)+0x2000000+((addr &0xfffff)<<5)+(bitnum<<2))
#define mem_addr(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define bit_addr(addr, bitnum) mem_addr(bitband(addr, bitnum))
//io口地址映射
#define gpioa_odr_addr (gpioa_base+12) //0x4001080c
#define gpiob_odr_addr (gpiob_base+12) //0x40010c0c
#define gpioc_odr_addr (gpioc_base+12) //0x4001100c
#define gpiod_odr_addr (gpiod_base+12) //0x4001140c
#define gpioe_odr_addr (gpioe_base+12) //0x4001180c
#define gpiof_odr_addr (gpiof_base+12) //0x40011a0c
#define gpiog_odr_addr (gpiog_base+12) //0x40011e0c
#define gpioa_idr_addr (gpioa_base+8) //0x40010808
#define gpiob_idr_addr (gpiob_base+8) //0x40010c08
#define gpioc_idr_addr (gpioc_base+8) //0x40011008
#define gpiod_idr_addr (gpiod_base+8) //0x40011408
#define gpioe_idr_addr (gpioe_base+8) //0x40011808
#define gpiof_idr_addr (gpiof_base+8) //0x40011a08
#define gpiog_idr_addr (gpiog_base+8) //0x40011e08
//io口操作,只对单一的io口!
//确保n的值小于16!
#define paout(n) bit_addr(gpioa_odr_addr,n) //输出
#define pain(n) bit_addr(gpioa_idr_addr,n) //输入
#define pbout(n) bit_addr(gpiob_odr_addr,n) //输出
#define pbin(n) bit_addr(gpiob_idr_addr,n) //输入
#define pcout(n) bit_addr(gpioc_odr_addr,n) //输出
#define pcin(n) bit_addr(gpioc_idr_addr,n) //输入
#define pdout(n) bit_addr(gpiod_odr_addr,n) //输出
#define pdin(n) bit_addr(gpiod_idr_addr,n) //输入
#define peout(n) bit_addr(gpioe_odr_addr,n) //输出
#define pein(n) bit_addr(gpioe_idr_addr,n) //输入
#define pfout(n) bit_addr(gpiof_odr_addr,n) //输出
#define pfin(n) bit_addr(gpiof_idr_addr,n) //输入
#define pgout(n) bit_addr(gpiog_odr_addr,n) //输出
#define pgin(n) bit_addr(gpiog_idr_addr,n) //输入
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位带区：支持位带操作的地址区
位带别名：对别名地址的访问最终作用到位带区的访问上(这中途有一个地址映射过程)
在位带区中，每个比特都映射到别名地址区的一个字——这是只有 lsb 有效的字。当一个别名地址被访问时，会先把该地址变换成位带地址。
对于读操作，读取位带地址中的一个字，再把需要的位右移到 lsb，并把 lsb 返回。对于写操作，把需要写的位左移至对应的位序号处，然后执行一个原子的“读-改-写”过程。
支持位带操作的两个内存区的范围是：
0x2000_0000‐0x200f_ffff(sram 区中的最低 1mb)
0x4000_0000‐0x400f_ffff(片上外设区中的最低 1mb)
对 sram 位带区的某个比特，记它所在字节地址为 a,位序号为 n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：
aliasaddr=0x22000000+((a-0x20000000)*8+n)*4=0x22000000+(a-0x20000000)*32+n*4
对于片上外设位带区的某个比特，记它所在字节的地址为 a,位序号为 n(0<=n<=7)，则该比特在别名区的地址为：
aliasaddr=0x42000000+((a-0x40000000)*8+n)*4=0x42000000+(a-0x40000000)*32+n*4
上式中，“*4”表示一个字为 4 个字节，“*8”表示一个字节中有 8 个比特。
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2. 读取地址0x22000008。本次读访问将读取 0x20000000，并提取比特 2，值为 1。
3. 往地址 0x22000008 处写 0。本次操作将被映射成对地址 0x20000000 的“读-改-写”操作(原子的)，把比特2 清 0。
4. 现在再读取 0x20000000，将返回 0x3355aac8(bit[2]已清零)。
位带别名区的字只有 lsb 有意义。另外，在访问位带别名区时，不管使用哪一种长度的数据传送指令(字/半字/字节)，都把地址对齐到字的边界上，否则会产生不可预料的结果。
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#define bitband(addr, bitnum) ((addr & 0xf0000000)+0x2000000+((addr &0xfffff)<<5)+(bitnum<<2))
#define mem_addr(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define bit_addr(addr, bitnum) mem_addr(bitband(addr, bitnum))
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#define gpioa_odr_addr (gpioa_base+12) //0x4001080c
#define gpiob_odr_addr (gpiob_base+12) //0x40010c0c
#define gpioc_odr_addr (gpioc_base+12) //0x4001100c
#define gpiod_odr_addr (gpiod_base+12) //0x4001140c
#define gpioe_odr_addr (gpioe_base+12) //0x4001180c
#define gpiof_odr_addr (gpiof_base+12) //0x40011a0c
#define gpiog_odr_addr (gpiog_base+12) //0x40011e0c
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#define gpiob_idr_addr (gpiob_base+8) //0x40010c08
#define gpioc_idr_addr (gpioc_base+8) //0x40011008
#define gpiod_idr_addr (gpiod_base+8) //0x40011408
#define gpioe_idr_addr (gpioe_base+8) //0x40011808
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#define pcin(n) bit_addr(gpioc_idr_addr,n) //输入
#define pdout(n) bit_addr(gpiod_odr_addr,n) //输出
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#define pfout(n) bit_addr(gpiof_odr_addr,n) //输出
#define pfin(n) bit_addr(gpiof_idr_addr,n) //输入
#define pgout(n) bit_addr(gpiog_odr_addr,n) //输出
#define pgin(n) bit_addr(gpiog_idr_addr,n) //输入
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