bertos/cfg/macros.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2003, 2004 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief Common and handy function macros
  34  *
  35  * \version $Id$
  36  * \author Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  37  * \author Giovanni Bajo <rasky@develer.com>
  38  */
  39 #ifndef CFG_MACROS_H
  40 #define CFG_MACROS_H
  41
  42 #include <cfg/compiler.h>
  43
  44 /* avr-gcc does not seem to support libstdc++ */
  45 #if defined(__cplusplus) && !CPU_AVR
  46         /* Type-generic macros implemented with template functions. */
  47         #include <algorithm>
  48
  49         template<class T> inline T ABS(T n) { return n >= 0 ? n : -n; }
  50         #define MIN(a,b)   std::min(a, b)
  51         #define MAX(a,b)   std::max(a, b)
  52         #define SWAP(a,b)  std::swap(a, b)
  53 #elif (COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS && COMPILER_TYPEOF)
  54         /* Type-generic macros implemented with statement expressions. */
  55         #define ABS(n) ({ \
  56                 typeof(n) _n = (n); \
  57                 (_n < 0) ? -_n : _n; \
  58         })
  59         #define MIN(a,b) ({ \
  60                 typeof(a) _a = (a); \
  61                 typeof(b) _b = (b); \
  62                 ASSERT_TYPE_EQUAL(_a, _b); \
  63                 /** \
  64                  * The (typeof(_a)) cast in necessary: \
  65                  * result type of conditional expressions is \
  66                  * *NOT* the type of the value returned but \
  67                  * the type that would be produced if _a and _b \
  68                  * were mixed in an expression. \
  69                  * Even in _a and _b are of the same type, \
  70                  * if mixed in an expression the type will be \
  71                  * (at least) promoted to int! \
  72                  */ \
  73                 ((typeof(_a))((_a < _b) ? _a : _b)); \
  74         })
  75         #define MAX(a,b) ({ \
  76                 typeof(a) _a = (a); \
  77                 typeof(b) _b = (b); \
  78                 ASSERT_TYPE_EQUAL(_a, _b); \
  79                 /** \
  80                  * The (typeof(_a)) cast in necessary: \
  81                  * result type of conditional expressions is \
  82                  * *NOT* the type of the value returned but \
  83                  * the type that would be produced if _a and _b \
  84                  * were mixed in an expression. \
  85                  * Even in _a and _b are of the same type, \
  86                  * if mixed in an expression the type will be \
  87                  * (at least) promoted to int! \
  88                  */ \
  89                 ((typeof(_a))((_a > _b) ? _a : _b)); \
  90         })
  91 #else /* !(COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS && COMPILER_TYPEOF) */
  92         /* Buggy macros for inferior compilers.  */
  93         #define ABS(a)          (((a) < 0) ? -(a) : (a))
  94         #define MIN(a,b)        (((a) < (b)) ? (a) : (b))
  95         #define MAX(a,b)        (((a) > (b)) ? (a) : (b))
  96 #endif /* !(COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS && COMPILER_TYPEOF) */
  97
  98 /** Bound \a x between \a min and \a max. */
  99 #define MINMAX(min,x,max)  (MIN(MAX(min, x), max))
 100
 101 #ifdef __cplusplus
 102         /* Use standard implementation from <algorithm> */
 103         #define SWAP(a,b)  std::swap(a, b)
 104 #elif COMPILER_TYPEOF
 105         /**
 106          * Type-generic macro to swap \a a with \a b.
 107          *
 108          * \note Arguments are evaluated multiple times.
 109          */
 110         #define SWAP(a, b) \
 111                 do { \
 112                         typeof(a) tmp; \
 113                         ASSERT_TYPE_EQUAL(a, b); \
 114                         tmp = (a); \
 115                         (a) = (b); \
 116                         (b) = tmp; \
 117                 } while (0)
 118 #else /* !COMPILER_TYPEOF */
 119         /* Sub-optimal implementation that only works with integral types. */
 120         #define SWAP(a, b) \
 121                 do { \
 122                         (a) ^= (b); \
 123                         (b) ^= (a); \
 124                         (a) ^= (b); \
 125                 } while (0)
 126
 127 #endif /* COMPILER_TYPEOF */
 128
 129 /**
 130  * Macro to swap \a a with \a b, with explicit type \a T for dumb C89 compilers.
 131  *
 132  * \note Arguments are evaluated multiple times.
 133  */
 134 #define SWAP_T(a, b, T) \
 135         do { \
 136                 T tmp; \
 137                 ASSERT_TYPE_IS(a, T); \
 138                 ASSERT_TYPE_IS(b, T); \
 139                 tmp = (a); \
 140                 (a) = (b); \
 141                 (b) = tmp; \
 142         } while (0)
 143
 144
 145 #ifndef BV
 146         /** Convert a bit value to a binary flag. */
 147         #define BV(x)  (1<<(x))
 148 #endif
 149
 150 /** Same as BV() but with 32 bit result */
 151 #define BV32(x)  ((uint32_t)1<<(x))
 152
 153 /** Same as BV() but with 16 bit result */
 154 #define BV16(x)  ((uint16_t)1<<(x))
 155
 156 /** Same as BV() but with 8 bit result */
 157 #define BV8(x)  ((uint8_t)1<<(x))
 158
 159 /**
 160  * Perform an integer division rounding the result to the nearest int value.
 161  * \note \a divisor should preferibly be a costant, otherwise this macro generates
 162  * 2 division. Also divisor is evaluated twice.
 163  */
 164 #define DIV_ROUND(dividend, divisor)  (((dividend) + (divisor) / 2) / (divisor))
 165
 166 /** Round up \a x to an even multiple of the 2's power \a pad. */
 167 #define ROUND_UP2(x, pad) (((x) + ((pad) - 1)) & ~((pad) - 1))
 168
 169 /**
 170  * \name Integer round macros.
 171  *
 172  * Round \a x to a multiple of \a base.
 173  * \note If \a x is signed these macros generate a lot of code.
 174  * \{
 175  */
 176 #define ROUND_DOWN(x, base)    ( (x) - ((x) % (base)) )
 177 #define ROUND_UP(x, base)      ( ((x) + (base) - 1) - (((x) + (base) - 1) % (base)) )
 178 #define ROUND_NEAREST(x, base) ( ((x) + (base) / 2) - (((x) + (base) / 2) % (base)) )
 179 /* \} */
 180
 181 /** Check if \a x is an integer power of 2. */
 182 #define IS_POW2(x)     (!(bool)((x) & ((x)-1)))
 183
 184 /** Calculate a compile-time log2 for a uint8_t */
 185 #define UINT8_LOG2(x) \
 186         ((x) < 2 ? 0 : \
 187          ((x) < 4 ? 1 : \
 188           ((x) < 8 ? 2 : \
 189            ((x) < 16 ? 3 : \
 190             ((x) < 32 ? 4 : \
 191              ((x) < 64 ? 5 : \
 192               ((x) < 128 ? 6 : 7)))))))
 193
 194 /** Calculate a compile-time log2 for a uint16_t */
 195 #define UINT16_LOG2(x) \
 196         ((x < 256) ? UINT8_LOG2(x) : UINT8_LOG2((x) >> 8) + 8)
 197
 198 /** Calculate a compile-time log2 for a uint32_t */
 199 #define UINT32_LOG2(x) \
 200         ((x < 65536UL) ? UINT16_LOG2(x) : UINT16_LOG2((x) >> 16) + 16)
 201
 202 #if COMPILER_VARIADIC_MACROS
 203         /** Count the number of arguments (up to 16). */
 204         #define PP_COUNT(...) \
 205                 PP_COUNT__(__VA_ARGS__,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0)
 206         #define PP_COUNT__(a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15,count,...) \
 207                 count
 208 #endif
 209
 210 #if COMPILER_VARIADIC_MACROS
 211         /**
 212          * \def BIT_CHANGE(reg, (mask, value), ...)
 213          *
 214          * This macro allows for efficient and compact bit toggling in a hardware
 215          * register. It is meant to replace hand-coded cruft which toggles bits
 216          * in sequence.
 217          *
 218          * It is possible to specify an unlimited pair of (mask, value) parameters.
 219          * For instance:
 220          *
 221          * \code
 222          * void set_timer(bool start)
 223          * {
 224          *     BIT_CHANGE(REG_CTRL_TIMER,
 225          *        (TIMER_MODE, MODE_COUNT),
 226          *        (OVL_IRQ, 1),
 227          *        (CMP_IRQ, 1),
 228          *        (START, start)
 229          *     );
 230          * }
 231          * \endcode
 232          *
 233          * The macro expansion will be roughly the following:
 234          *
 235          * \code
 236          * REG_CTRL_TIMER = (REG_CTRL_TIMER & ~(TIMER_MODE|OVL_IRQ|CMP_IRQ|START)
 237          *                  | (MODE_COUNT|OVL_IRQ|CMP_IRQ|(start ? START : 0));
 238          * \endcode
 239          *
 240          * It is up to the compiler to produce the optimal code. We checked that GCC produces
 241          * the best code in most cases. We preferred this expansion over the use of a block
 242          * with a local variable because CodeWarrior 6.1 was not able to remove completely the
 243          * allocation of the local from the stack.
 244          *
 245          * \note This macro is available only in C99 because it makes use of variadic macros.
 246          * It would be possible to make up an implementation with a slightly different syntax
 247          * for use with C90 compilers, through Boost Preprocessor.
 248          */
 249
 250         /**
 251          * \def BIT_CHANGE_BV(reg, (bit, value), ...)
 252          *
 253          * Similar to BIT_CHANGE(), but get bits instead of masks (and applies BV() to convert
 254          * them to masks).
 255          */
 256
 257         #define BIT_EXTRACT_FLAG_0(bit, value)  bit
 258         #define BIT_EXTRACT_FLAG_1(bit, value)  BV(bit)
 259         #define BIT_EXTRACT_VALUE__(bit, value) value
 260
 261         #define BIT_MASK_SINGLE__(use_bv, index, max, arg) \
 262                 ((index < max) ? (PP_CAT(BIT_EXTRACT_FLAG_, use_bv) arg) : 0) \
 263                 /**/
 264
 265         #define BIT_MASK_IF_SINGLE__(use_bv, index, max, arg) \
 266                 (((index < max) && (BIT_EXTRACT_VALUE__ arg)) ? (PP_CAT(BIT_EXTRACT_FLAG_, use_bv) arg) : 0) \
 267                 /**/
 268
 269         #define BIT_ITER__2(macro, use_bv, max, a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15, ...) \
 270                 (macro(use_bv, 0, max, a0) | \
 271                 macro(use_bv, 1, max, a1) | \
 272                 macro(use_bv, 2, max, a2) | \
 273                 macro(use_bv, 3, max, a3) | \
 274                 macro(use_bv, 4, max, a4) | \
 275                 macro(use_bv, 5, max, a5) | \
 276                 macro(use_bv, 6, max, a6) | \
 277                 macro(use_bv, 7, max, a7) | \
 278                 macro(use_bv, 8, max, a8) | \
 279                 macro(use_bv, 9, max, a9) | \
 280                 macro(use_bv, 10, max, a10) | \
 281                 macro(use_bv, 11, max, a11) | \
 282                 macro(use_bv, 12, max, a12) | \
 283                 macro(use_bv, 13, max, a13) | \
 284                 macro(use_bv, 14, max, a14) | \
 285                 macro(use_bv, 15, max, a15)) \
 286                 /**/
 287
 288         #define BIT_ITER__(macro, use_bv, ...) \
 289                 BIT_ITER__2(macro, use_bv, PP_COUNT(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__, (0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1),(0,1)) \
 290                 /**/
 291
 292         #define BIT_MASKS__(use_bv, ...) \
 293                 BIT_ITER__(BIT_MASK_SINGLE__, use_bv, __VA_ARGS__)
 294                 /**/
 295
 296         #define BIT_MASKS_CONDITIONAL__(use_bv, ...) \
 297                 BIT_ITER__(BIT_MASK_IF_SINGLE__, use_bv, __VA_ARGS__)
 298                 /**/
 299
 300         #define BIT_CHANGE__(reg, use_bv, ...) \
 301                 ((reg) = ((reg) & ~BIT_MASKS__(use_bv, __VA_ARGS__)) | BIT_MASKS_CONDITIONAL__(use_bv, __VA_ARGS__)) \
 302                 /**/
 303
 304         #define BIT_CHANGE(reg, ...)        BIT_CHANGE__(reg, 0, __VA_ARGS__)
 305         #define BIT_CHANGE_BV(reg, ...)     BIT_CHANGE__(reg, 1, __VA_ARGS__)
 306
 307 #endif /* COMPILER_VARIADIC_MACROS */
 308
 309 /**
 310  * Macro for rotating bit left or right.
 311  * \{
 312  */
 313 #define ROTR(var, rot) (((var) >> (rot)) | ((var) << ((sizeof(var) * 8) - (rot))))
 314 #define ROTL(var, rot) (((var) << (rot)) | ((var) >> ((sizeof(var) * 8) - (rot))))
 315 /*\}*/
 316
 317 /**
 318  * Make an id from 4 letters, useful for
 319  * file formats and kfile ids.
 320  */
 321 #define MAKE_ID(a,b,c,d) \
 322         ( ((uint32_t)(a) << 24) \
 323         | ((uint32_t)(b) << 16) \
 324         | ((uint32_t)(c) <<  8) \
 325         | ((uint32_t)(d) <<  0) )
 326
 327 /**
 328  * Type for id generated by MAKE_ID().
 329  */
 330 typedef uint32_t id_t;
 331
 332 #endif /* MACROS_H */
 333