thor-如何实现单词以访问硬件寄存器中的比特菲尔德

Question

我用于基于FPGA的硬件的交互式调试和自动初始化（请参阅https://github.com/wzab/wzab/afck_j1b_forth）。上次我开始添加可通过IPBUS或Wishbone Bus访问的寄存器中的BitFields的支持。以下是我对Bitfields读写的单词的实现：

 This file implements bitfield operations
 It assumes, that we have the bus access
 words:
 wb@ ( address -- val )
 wb! ( val address -- )
 The bitfield is defined by its mask
 (the ones correspond to the bits used by the field)
 and by its shift (position of the LSB in the cell)
: bf@ ( address mask shift -- val )
  rot ( mask shift address )
  wb@ ( mask shift val )
  rot ( shift val mask )
  and ( shift val )
  swap ( val shift )
  rshift ( val )
;
: bf! ( val address mask shift -- )
  rot ( val mask shift address )
  >r ( val mask shift ) ( R: address )
  rot (  mask shift val ) ( R: address )
  swap (  mask val shift ) ( R: address )
  lshift ( mask val ) ( R: address )
  over ( mask val mask ) ( R: address )
  and ( mask val ) ( R: address )
  swap invert ( val ^mask ) ( R: address )
  r@ ( val ^mask address )  ( R: address )
  wb@ ( val ^mask oldval ) ( R: address )
  and ( val oldval-masked) ( R: address )
  or ( val ) ( R: address )
  r> ( val address )
  wb!
;

上面的实现似乎有效，但是恐怕这不是最佳的。他们可以以更聪明的方式写吗？但是，必须将实现与在J1B CPU上运行的SWAPFORTH兼容。

Answer 1

我不确定，您期望什么样的改进。虽然可能更快，但您对bf!的定义太整合了，无法像现在一样，我不想维护。

从这些假设开始：

• Swapforth兼容意味着在没有当地人的情况下在堆栈上完成所有操作（如果您是说其他人，请澄清）
）
• 提供的价值和面具以相同的右对齐格式提供（假设掩码已经移动会产生很多不合理的组合）
• 对于我的环境，我呆在@和!中，您需要由wb@和wb!
替换它们

我到达以下代码：

 duplicate existing bitfield information on stack
: bf_dup ( n1 n2 n3 -- n1 n2 n3 n1 n2 n3) 
    2dup 2>r ( n1 n2 n3 R: n2 n3)
    rot dup >r -rot ( n1 n2 n3 R: n2 n3 n1)
    r> 2r> ;
: bf@ ( address mask shift -- val) 2>r @ r> rshift r> and ;
: (mask-old-value) ( addr mask shift -- val) lshift invert swap @ and ;
: (trim-shift-new) ( val addr mask shift -- addr new-value )
    2>r swap 2r> ( addr val mask shift)
    -rot and  ( addr shift val_masked)
   swap lshift ;
: bf! ( val address mask shift -- ) bf_dup (mask-old-value) >r
   (trim-shift-new)
   r> or swap ! ;

测试和实际应用这些单词的定义要容易得多：

   store address mask shift (zero-based) in this sequence
   : bitfield create rot , swap , , does> dup @ swap cell+ dup @ swap  cell+ @ ;
   hex 2018 7 3 ( address mask shift) bitfield mybitfield