Доступ к периферийным регистрам из Паскаля

[vak]

Сейчас к периферийным регистрам можно обращаться из Паскаля через указатели. К примеру, код:

program test();
var
    src, dst: @integer;
begin
    src := ptr(77755B);
    dst := ptr(77756B);
    repeat
        dst@ := src@
    until false;
end.

превращается в:

    c2:  10 010 0000  xta (8)        ; =77755
         01 000 0050  atx 050(1)     ; src
    c3:  10 010 0001  xta 1(8)       ; =77756
         01 000 0051  atx 051(1)     ; dst
    c4:  01 23 00050  wtc 050(1)     ; src@
         00 010 0000  xta
    c5:  01 23 00051  wtc 051(1)     ; dst@
         00 000 0000  atx
    c6:  00 30 00004  uj 4
         00 22 00000  utc

Команда WTC выполняет косвенное обращение к периферийному регистру через указатель. При этом нужно выделять память на указатели.

Есть более эффективный способ, если чуть улучшить линкер в юниксном стиле. Объявляем внешнюю структуру, которая по адресам сооветствует расположению периферийных регистров. Обращение к полям этой структуры будет превращаться в чтение/запись регистров. При этом будет использоваться команда UTC, чуть более эффективная, и не нужна дополнительная память на указатели. Пример:

program test(gpio);
var
    gpio: record            { периферийные регистры блока GPIO }
            unused0,        { 77750 - на будущее }
            unused1,        { 77751 }
            unused2,        { 77752 }
            unused3,        { 77753 }
            CNEN,           { 77754 - маска отслеживаемых пинов }
            CNIE,           { 77755 - вкл. прерывание по изменению сигнала }
            PORT,           { 77756 - запись - выдача, чтение - прием }
            TRIS: integer   { 77757 - направление данных }
        end;
begin
    repeat
        gpio.PORT := gpio.CNIE
    until false;
end.

Результат:

    c2:  00 22 77750  utc 77750
         00 010 0005  xta 5        ; gpio.CNIE
    c3:  00 22 77750  utc 77750
         00 000 0006  atx 6        ; gpio.PORT
    c4:  00 30 00002  uj 2
         00 22 00000  utc

Надо только научить линкер привязывать внешние common-блоки к фиксированным адресам, но это нетрудно.

Comments

[vak]

Не работает: я это пробовал.

Паскаль успешно загружает в регистр значение указателя, а после этого всё равно генерит WTC, игнорируя только что установленный регистр.

Исходник:

program test();
type
    gpio_regs =             { периферийные регистры блока GPIO }
        record
            reserved0,      { 77750...77753 - на будущее }
            CNEN,           { 77754 - маска отслеживаемых пинов }
            CNIE,           { 77755 - вкл. прерывание по изменению сигнала }
            PORT,           { 77756 - запись - выдача, чтение - прием }
            TRIS: integer   { 77757 - направление данных }
        end;
var
    gpio: @gpio_regs;

begin
    gpio := ptr(77750B);
    with gpio@ do begin
        repeat
            PORT := CNIE
        until false;
    end
end.

Результат:

    c2:  10 010 0000  xta (8)
         01 000 0050  atx 050(1)
    c3:  01 23 00050  wtc 050(1)
         03 24 00000  vtm (3)
    c4:  01 23 00050  wtc 050(1)
         00 010 0002  xta 2
    c5:  01 23 00050  wtc 050(1)
         00 000 0003  atx 3
    c6:  00 30 00004  uj 4
         00 22 00000  utc

[spamsink]

Без repeat, ясное дело, работает. Тогда понятно: он хочет, чтобы установка регистра по with и использование было в одном линейном участке, а repeat это портит.

[x86128]

Можно ли как-то побитовое "И" делать? Мне в цикле нужно следить за появлением символа в FIFO, а это определенный бит регистра состояния.

[spamsink]

В стандартном Паскале подобные трюки делаются с помощью аналога сишного union, например:

type union = record case integer of 0: (c:char); 1: (s:set of 0..47) end;

var u:union;

Тест наличия конкретного бита или набора битов (0-старший, 47-младший) делается с помощью выражения [N] <= u.s - так дешевле, чем
N in u.s. А если номер бита переменный, то лучше N in u.s.

Несмотря на то, что поле c - типа char, преобразование ord(u.c) сделает integer из всех 40 разрядов мантиссы, просто добавив целый порядок.
И наоборот, присваивание u.c := chr(i) отрежет только порядок.

[x86128]

С отдельными битами понятно.
А как вот такое Сишное выражение написать tmp = a & 0x3; ?

[spamsink]

Конкретно это для целых a и tmp пишется как tmp := a mod 4;
Ну или для a типа char, соответственно, ord(a) mod 4.

В общем виде, используя битовые множества и переменные типа union, будет

tmp.s := a.s * MASK; (для битовых множеств операции сложения, умножения и вычитания понимаются в булевском смысле: OR, AND и AND-NOT); в данном случае MASK будет [46,47].

[x86128]

Вот при такой реализации выглядит красиво.

Но лучше, наверное, как-то статически все метки настраивать во время линковки/сборки, по принципу библиотек .h файлов для Arduino где есть куча #define с адресами регистров.