Использование Assembler'a. Фишка 1
Решил по мере сил делиться примерами использования ассемблера в своих проектах. Я не буду рассуждать о том, надо это или не надо конкретно в вашем проекте. Просто показываю, а выводы делаете вы сами.
Вводные данные
В данный момент заканчиваю разработку цифрового синтезатора Kaleidoscope собственного авторства. Синтезатор работает на базе микроконтроллера stm32f446, процессор которого имеет ряд очень интересных и полезных инструкций, описанных в Programming Manual.
Вывод всей информации осуществляется на черно-белый OLED дисплей с разрешением 128×64 точки. Или 8 строк по 128 байтов. На экране нельзя задавать яркость отдельного пикселя, можно писать только байтами.
Особенность дисплея в том, что нижнему пикселю байта соответствует наиболее значащий бит записываемого байта. Вы пишете в память 0b11001010, а на экране рисуется
низ.11001010.верх
Мне необходимо вывести бинарно кодированное число 8 бит на шкалу из 24 вертикальных пикселей.
Задача не выдуманная. В моем синтезаторе 8-шаговый секвенсор, и паттерн в нем хранится в виде 8-бит числа, которое и нужно отображать на экране.
Параметр MSK — это и есть 8-бит паттерн
Например, число 0xAE = 0b10101110 должно отображаться на 24 пикселя экрана так:
низ .00011111.11110001.11000111. верх
Для начала я получаю маску 24 битов, которые надо нарисовать.
uint32_t t = 0;
uint8_t b_num = 0xAE;
for(int i = 0; i < 8; i++)
{
if(b_num & (1< t = 0b00000000111000111000111111111000
}
// отобразить надо
// низ .00011111.11110001.11000111. верх
Значит в память дисплея надо написать 3 байта, с учетом того, что нижнему пикселю соответствует наиболее значащий бит байта. То есть надо разбить одно число на байты, а потом развернуть в каждом из них биты.
0b00011111. Биты [0:7] числа t в обратном порядке.
0b11110001. Биты [8:15] числа t в обратном порядке.
0b11000111. Биты [16:23] числа t в обратном порядке.
Конечно, всё это можно сделать софтверно.
Через циклы.
// t уже хранит в себе маску битов
uint8_t b[3];
for(int j = 0; j < 3; j++)
{
uint8_t b, bj;
b = 0;
bj = (t>>(8*j)) & 0xFF; //сдвигаем, а потом маскируем нижние 8 бит
for(int i = 0; i < 8; i++)
{
if(0!= (1<
Через LUT на 256 значений, где каждому i будет соответствовать его число с обратным порядком битов.
// t уже хранит в себе маску битов
uint8_t b[3];
for(int j = 0; j < 3; j++)
{
uint8_t bj;
bj = (t>>(8*j)) & 0xFF; //сдвигаем, а потом маскируем нижние 8 бит
b[j] = rev_bit_lut_256[bj];
//лут хранит заранее вычисленные числа с обратным порядком битов
}
А можно воспользоваться специальными ассемблерными инструкциями процессора:
RBIT — берет слово и возвращает за один цикл процессора число с обратным порядком битов.
REV — берет слово и возвращает за один цикл процессора слово с обратным порядком байтов.
.global rev_bit_word
.text
rev_bit_word:
//r0 - address of x uint32
//r1 - address of res uint32
ldr r2, [r0] // load x to r2 register
rbit r2, r2 // reversed bit order
rev r2, r2 // reversed byte order
str r2, [r1] // store x to destination address
bx lr // return
Дальше мы просто отрезаем нужные биты из отредактированного t и отправляем их в память дисплея.
Первый метод исключительно вычисляет результат. Второй метод использует дополнительную память, чтобы ускорить выполнение. Третий метод не использует ни то, ни другое.
Данные инструкции по перестановке битов и байтов также помогут вам при вычислениях быстрого преобразования Фурье и прочих подобных алгоритмов. Особенно полезно это, когда размер лута становится сильно большим.
Кстати, на борту процессора также есть инструкции, позволяющие производить умножение-бабочку за один цикл для полуслов. Но это уже совсем другая история.
Habrahabr.ru прочитано 2028 раз