如何正确地从uint16_t变量中提取一个特定位

Question

长话短说，我目前正在C++中为C库编写一个包装器，它提取嵌入式系统上寄存器的值。要监视发生了什么，我需要读取一些寄存器的位值，并为每个寄存器创建一个getter。

基本上，我希望我的方法从存储在uint16_t变量中的位返回一个bool。在一种“天真”和不受约束的方法下，我做了这样的事情：

bool getBusyDevice(int fd) // fd stands for file descriptor, for each instance of the class
{
    uint16_t statusRegVal = 0;
    get_commandReg(fd, &statusRegVal); // C-library function to get the value of status register
    uint16_t shift = 0; // depends on the bit to access - for reusability
    bool Busy = (bool) (statusRegVal >> shift);
    return busy;
}

我对这个结果不太满意，我想知道是否有一种“正确”的方法来做到这一点。

非常感谢你的建议！

Answer 1

只获取一个位的正常方法是使用按位和运算符&。比如statusRegVal & bitValue。如果设置了位，那么结果将等于bitValue，这意味着要获得一个布尔结果，您可以做一个简单的比较：statusRegVal & bitValue == bitValue。

因此，如果要检查位零(其值为0x0001)是否已设置，则只需执行以下操作

return statusRegVal & 0x0001 == 0x0001;

Answer 2

为了更好地理解您想要的内容，请查看下面的链接

掩蔽：(computing)和

位操作：manipulation

结论:如果你想读取特定数量的比特变量(寄存器)，你应该用这个变量制作一个带有位位置的掩膜。假设您有2字节变量(u16Reg)，并且希望读取位数5,7，所以，value = ((u16Reg & 0x00A0) >> 5)。在这种情况下，您希望读取一位并返回其状态TRUE或FALSE。

value = ((u16Reg & (0x0001 << n)) >> n)

其中n是你想读的位数。

让我们理解它。假设u16Reg = 0x529D = 0b0101001010011101；bit =1和bit15 = 0；您希望得到位号9。因此，首先要确保除您的位(9)以外所有位都是零。

(0b0101001010011101 & (0x0001 << 9))      = 
(0b0101001010011101 & 0x0200)             = 
(0b0101001010011101 & 0b0000001000000000) =
(0b0000001000000000)                      = 0x0200

这意味着如果您的意思是nonZero为真，则为TRUE。但是，如果TRUE意味着0x01，则应该将此位移动到以下位置：(0x0200 >> 9) = 0x0001是真的，如果您能够理解这一点，您可以简化如下：

value = ((u16Reg >> n) & 0x0001)

Answer 3

为什么不使用模板：

template<int SHIFT>
bool boolRegVal(uint16_t val) {
   return val & (1 << SHIFT);
}

然后使用：

boolRegVal<4>(statusRegVal);