cfg/macros.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * Copyright 2003, 2004 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
   5  * This file is part of DevLib - See README.devlib for information.
   6  * -->
   7  *
   8  * \brief Common and handy function macros
   9  *
  10  * \version $Id$
  11  * \author Bernardo Innocenti <bernie@develer.com>
  12  * \author Giovanni Bajo <rasky@develer.com>
  13  */
  14
  15 /*#*
  16  *#* $Log$
  17  *#* Revision 1.10  2006/09/13 18:31:37  bernie
  18  *#* BV8(), BV16(), BV32(): New macros for CPUs with small word size; SWAP_T(): New macro to support old compilers.
  19  *#*
  20  *#* Revision 1.9  2006/07/19 12:56:25  bernie
  21  *#* Convert to new Doxygen style.
  22  *#*
  23  *#* Revision 1.8  2006/03/13 02:06:55  bernie
  24  *#* ROUND_UP2: Rename from ROUND2.
  25  *#*
  26  *#* Revision 1.7  2006/02/20 14:34:58  bernie
  27  *#* Use portable type checking.
  28  *#*
  29  *#* Revision 1.6  2006/02/10 12:36:57  bernie
  30  *#* Pacify IAR warnings for side-effects.
  31  *#*
  32  *#* Revision 1.5  2005/11/04 16:20:01  bernie
  33  *#* Fix reference to README.devlib in header.
  34  *#*
  35  *#* Revision 1.4  2005/07/03 15:19:09  bernie
  36  *#* Doxygen fix.
  37  *#*
  38  *#* Revision 1.3  2005/06/27 21:23:32  bernie
  39  *#* ROUND_DOWN, ROUND_UP, ROUND_NEAREST: New macros.
  40  *#*
  41  *#* Revision 1.2  2005/04/11 19:10:27  bernie
  42  *#* Include top-level headers from cfg/ subdir.
  43  *#*
  44  *#* Revision 1.1  2005/04/11 19:04:13  bernie
  45  *#* Move top-level headers to cfg/ subdir.
  46  *#*
  47  *#* Revision 1.10  2005/01/22 04:19:50  bernie
  48  *#* Use non-uglified typeof().
  49  *#*
  50  *#* Revision 1.9  2004/12/08 08:51:34  bernie
  51  *#* Add type-generic macros for C++.
  52  *#*
  53  *#* Revision 1.8  2004/10/19 07:14:20  bernie
  54  *#* Add macros to test for specific compiler features.
  55  *#*
  56  *#* Revision 1.7  2004/09/20 03:30:45  bernie
  57  *#* C++ also has variadic macros.
  58  *#*
  59  *#* Revision 1.6  2004/09/14 21:02:04  bernie
  60  *#* SWAP(), MINMAX(): New macros.
  61  *#*
  62  *#* Revision 1.5  2004/08/29 21:57:58  bernie
  63  *#* Move back STATIC_ASSERT() to compiler.h as it's needed in cpu.h;
  64  *#* iptr_t, const_iptr_t: Replace IPTR macro with a real typedef.
  65  *#*
  66  *#* Revision 1.3  2004/08/24 14:13:48  bernie
  67  *#* Restore a few macros that were lost in the way.
  68  *#*
  69  *#* Revision 1.2  2004/08/24 13:32:14  bernie
  70  *#* PP_CAT(), PP_STRINGIZE(): Move back to compiler.h to break circular dependency between cpu.h/compiler.h/macros.h;
  71  *#* offsetof(), countof(): Move back to compiler.h to avoid including macros.h almost everywhere;
  72  *#* Trim CVS log;
  73  *#* Rename header guards;
  74  *#* Don't include arch_config.h in compiler.h as it's not needed there.
  75  *#*
  76  *#* Revision 1.1  2004/08/14 19:37:57  rasky
  77  *#* Merge da SC: macros.h, pool.h, BIT_CHANGE, nome dei processi, etc.
  78  *#*
  79  *#* Revision 1.4  2004/08/14 18:36:50  rasky
  80  *#* Doxygen fix e un livello di parentesi aggiuntivi per la macro
  81  *#*
  82  *#* Revision 1.3  2004/08/12 20:01:32  rasky
  83  *#* Aggiunte macro BIT_CHANGE e BIT_CHANGE_BV
  84  *#*
  85  *#* Revision 1.2  2004/08/10 21:36:14  rasky
  86  *#* Aggiunto include macros.h dove serve
  87  *#* Aggiunta dipendenza da compiler.h in macros.h
  88  *#*
  89  *#* Revision 1.1  2004/08/10 21:30:00  rasky
  90  *#* Estratte le funzioni macro in macros.h
  91  *#*
  92  *#*/
  93
  94 #ifndef MACROS_H
  95 #define MACROS_H
  96
  97 #include <cfg/compiler.h>
  98
  99 /* avr-gcc does not seem to support libstdc++ */
 100 #if defined(__cplusplus) && !CPU_AVR
 101         /* Type-generic macros implemented with template functions. */
 102         #include <algorithm>
 103
 104         template<class T> inline T ABS(T n) { return n >= 0 ? n : -n; }
 105         #define MIN(a,b)   std::min(a, b)
 106         #define MAX(a,b)   std::max(a, b)
 107         #define SWAP(a,b)  std::swap(a, b)
 108 #elif (COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS && COMPILER_TYPEOF)
 109         /* Type-generic macros implemented with statement expressions. */
 110         #define ABS(n) ({ \
 111                 typeof(n) _n = (n); \
 112                 (_n < 0) ? -_n : _n; \
 113         })
 114         #define MIN(a,b) ({ \
 115                 typeof(a) _a = (a); \
 116                 typeof(b) _b = (b); \
 117                 ASSERT_TYPE_EQUAL(_a, _b); \
 118                 (_a < _b) ? _a : _b; \
 119         })
 120         #define MAX(a,b) ({ \
 121                 typeof(a) _a = (a); \
 122                 typeof(b) _b = (b); \
 123                 ASSERT_TYPE_EQUAL(_a, _b); \
 124                 (_a > _b) ? _a : _b; \
 125         })
 126 #else /* !(COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS && COMPILER_TYPEOF) */
 127         /* Buggy macros for inferior compilers.  */
 128         #define ABS(a)          (((a) < 0) ? -(a) : (a))
 129         #define MIN(a,b)        (((a) < (b)) ? (a) : (b))
 130         #define MAX(a,b)        (((a) > (b)) ? (a) : (b))
 131 #endif /* !(COMPILER_STATEMENT_EXPRESSIONS && COMPILER_TYPEOF) */
 132
 133 /** Bound \a x between \a min and \a max. */
 134 #define MINMAX(min,x,max)  (MIN(MAX(min, x), max))
 135
 136 #ifdef __cplusplus
 137         /* Use standard implementation from <algorithm> */
 138         #define SWAP(a,b)  std::swap(a, b)
 139 #elif COMPILER_TYPEOF
 140         /**
 141          * Type-generic macro to swap \a a with \a b.
 142          *
 143          * \note Arguments are evaluated multiple times.
 144          */
 145         #define SWAP(a, b) \
 146                 do { \
 147                         typeof(a) tmp; \
 148                         ASSERT_TYPE_EQUAL(a, b); \
 149                         tmp = (a); \
 150                         (a) = (b); \
 151                         (b) = tmp; \
 152                 } while (0)
 153 #else /* !COMPILER_TYPEOF */
 154         /* Sub-optimal implementation that only works with integral types. */
 155         #define SWAP(a, b) \
 156                 do { \
 157                         (a) ^= (b); \
 158                         (b) ^= (a); \
 159                         (a) ^= (b); \
 160                 } while (0)
 161
 162 #endif /* COMPILER_TYPEOF */
 163
 164 /**
 165  * Macro to swap \a a with \a b, with explicit type \a T for dumb C89 compilers.
 166  *
 167  * \note Arguments are evaluated multiple times.
 168  */
 169 #define SWAP_T(a, b, T) \
 170         do { \
 171                 T tmp; \
 172                 ASSERT_TYPE_IS(a, T); \
 173                 ASSERT_TYPE_IS(b, T); \
 174                 tmp = (a); \
 175                 (a) = (b); \
 176                 (b) = tmp; \
 177         } while (0)
 178
 179
 180 #ifndef BV
 181         /** Convert a bit value to a binary flag. */
 182         #define BV(x)  (1<<(x))
 183 #endif
 184
 185 /** Same as BV() but with 32 bit result */
 186 #define BV32(x)  ((uint32_t)1<<(x))
 187
 188 /** Same as BV() but with 16 bit result */
 189 #define BV16(x)  ((uint16_t)1<<(x))
 190
 191 /** Same as BV() but with 8 bit result */
 192 #define BV8(x)  ((uint8_t)1<<(x))
 193
 194
 195
 196 /** Round up \a x to an even multiple of the 2's power \a pad. */
 197 #define ROUND_UP2(x, pad) (((x) + ((pad) - 1)) & ~((pad) - 1))
 198
 199 /* OBSOLETE */
 200 #define ROUND2 ROUND_UP2
 201
 202 /**
 203  * \name Integer round macros.
 204  *
 205  * Round \a x to a multiple of \a base.
 206  * \note If \a x is signed these macros generate a lot of code.
 207  * \{
 208  */
 209 #define ROUND_DOWN(x, base)    ( (x) - ((x) % (base)) )
 210 #define ROUND_UP(x, base)      ( ((x) + (base) - 1) - (((x) + (base) - 1) % (base)) )
 211 #define ROUND_NEAREST(x, base) ( ((x) + (base) / 2) - (((x) + (base) / 2) % (base)) )
 212 /* \} */
 213
 214 /** Check if \a x is an integer power of 2. */
 215 #define IS_POW2(x)     (!(bool)((x) & ((x)-1)))
 216
 217 /** Calculate a compile-time log2 for a uint8_t */
 218 #define UINT8_LOG2(x) \
 219         ((x) < 2 ? 0 : \
 220          ((x) < 4 ? 1 : \
 221           ((x) < 8 ? 2 : \
 222            ((x) < 16 ? 3 : \
 223             ((x) < 32 ? 4 : \
 224              ((x) < 64 ? 5 : \
 225               ((x) < 128 ? 6 : 7)))))))
 226
 227 /** Calculate a compile-time log2 for a uint16_t */
 228 #define UINT16_LOG2(x) \
 229         ((x < 256) ? UINT8_LOG2(x) : UINT8_LOG2((x) >> 8) + 8)
 230
 231 /** Calculate a compile-time log2 for a uint32_t */
 232 #define UINT32_LOG2(x) \
 233         ((x < 65536UL) ? UINT16_LOG2(x) : UINT16_LOG2((x) >> 16) + 16)
 234
 235 #if COMPILER_VARIADIC_MACROS
 236         /** Count the number of arguments (up to 16). */
 237         #define PP_COUNT(...) \
 238                 PP_COUNT__(__VA_ARGS__,16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0)
 239         #define PP_COUNT__(a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15,count,...) \
 240                 count
 241 #endif
 242
 243 #if COMPILER_VARIADIC_MACROS
 244         /**
 245          * \def BIT_CHANGE(reg, (mask, value), ...)
 246          *
 247          * This macro allows for efficient and compact bit toggling in a hardware
 248          * register. It is meant to replace hand-coded cruft which toggles bits
 249          * in sequence.
 250          *
 251          * It is possible to specify an unlimited pair of (mask, value) parameters.
 252          * For instance:
 253          *
 254          * \code
 255          * void set_timer(bool start)
 256          * {
 257          *     BIT_CHANGE(REG_CTRL_TIMER,
 258          *        (TIMER_MODE, MODE_COUNT),
 259          *        (OVL_IRQ, 1),
 260          *        (CMP_IRQ, 1),
 261          *        (START, start)
 262          *     );
 263          * }
 264          * \endcode
 265          *
 266          * The macro expansion will be roughly the following:
 267          *
 268          * \code
 269          * REG_CTRL_TIMER = (REG_CTRL_TIMER & ~(TIMER_MODE|OVL_IRQ|CMP_IRQ|START)
 270          *                  | (MODE_COUNT|OVL_IRQ|CMP_IRQ|(start ? START : 0));
 271          * \endcode
 272          *
 273          * It is up to the compiler to produce the optimal code. We checked that GCC produces
 274          * the best code in most cases. We preferred this expansion over the use of a block
 275          * with a local variable because CodeWarrior 6.1 was not able to remove completely the
 276          * allocation of the local from the stack.
 277          *
 278          * \note This macro is available only in C99 because it makes use of variadic macros.
 279          * It would be possible to make up an implementation with a slightly different syntax
 280          * for use with C90 compilers, through Boost Preprocessor.
 281          */
 282
 283         /**
 284          * \def BIT_CHANGE_BV(reg, (bit, value), ...)
 285          *
 286          * Similar to BIT_CHANGE(), but get bits instead of masks (and applies BV() to convert
 287          * them to masks).
 288          */
 289
 290         #define BIT_EXTRACT_FLAG_0(bit, value)  bit
 291         #define BIT_EXTRACT_FLAG_1(bit, value)  BV(bit)
 292         #define BIT_EXTRACT_VALUE__(bit, value) value
 293
 294         #define BIT_MASK_SINGLE__(use_bv, index, max, arg) \
 295                 ((index < max) ? (PP_CAT(BIT_EXTRACT_FLAG_, use_bv) arg) : 0) \
 296                 /**/
 297
 298         #define BIT_MASK_IF_SINGLE__(use_bv, index, max, arg) \
 299                 (((index < max) && (BIT_EXTRACT_VALUE__ arg)) ? (PP_CAT(BIT_EXTRACT_FLAG_, use_bv) arg) : 0) \
 300                 /**/
 301
 302         #define BIT_ITER__2(macro, use_bv, max, a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9,a10,a11,a12,a13,a14,a15, ...) \
 303                 (macro(use_bv, 0, max, a0) | \
 304                 macro(use_bv, 1, max, a1) | \
 305                 macro(use_bv, 2, max, a2) | \
 306                 macro(use_bv, 3, max, a3) | \
 307                 macro(use_bv, 4, max, a4) | \
 308                 macro(use_bv, 5, max, a5) | \
 309                 macro(use_bv, 6, max, a6) | \
 310                 macro(use_bv, 7, max, a7) | \
 311                 macro(use_bv, 8, max, a8) | \
 312                 macro(use_bv, 9, max, a9) | \
 313                 macro(use_bv, 10, max, a10) | \
 314                 macro(use_bv, 11, max, a11) | \
 315                 macro(use_bv, 12, max, a12) | \
 316                 macro(use_bv, 13, max, a13) | \
 317                 macro(use_bv, 14, max, a14) | \
 318                 macro(use_bv, 15, max, a15)) \
 319                 /**/
 320
 321         #define BIT_ITER__(macro, use_bv, ...) \
 322                 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)) \
 323                 /**/
 324
 325         #define BIT_MASKS__(use_bv, ...) \
 326                 BIT_ITER__(BIT_MASK_SINGLE__, use_bv, __VA_ARGS__)
 327                 /**/
 328
 329         #define BIT_MASKS_CONDITIONAL__(use_bv, ...) \
 330                 BIT_ITER__(BIT_MASK_IF_SINGLE__, use_bv, __VA_ARGS__)
 331                 /**/
 332
 333         #define BIT_CHANGE__(reg, use_bv, ...) \
 334                 ((reg) = ((reg) & ~BIT_MASKS__(use_bv, __VA_ARGS__)) | BIT_MASKS_CONDITIONAL__(use_bv, __VA_ARGS__)) \
 335                 /**/
 336
 337         #define BIT_CHANGE(reg, ...)        BIT_CHANGE__(reg, 0, __VA_ARGS__)
 338         #define BIT_CHANGE_BV(reg, ...)     BIT_CHANGE__(reg, 1, __VA_ARGS__)
 339
 340 #endif /* COMPILER_VARIADIC_MACROS */
 341
 342 #endif /* MACROS_H */
 343