У меня есть этот шаблон класса, который использует SFINAE с делегированием конструктора. Есть 3 случая, чтобы определить, какая версия конструктора (ов) будет вызываться.
Общая структура класса:
В первом случае он строит меньший размер из большего размера и может извлечь байт, слово или двойное слово из слова, двойного слова или qword по значению индекса
Во втором случае он строит больший размер из меньшего размера и
может установить байтовое слово или двойное слово в слово, двойное слово или слово в этом месте указателя.
В третьем случае (по умолчанию) это отображение 1: 1, поэтому не нужно выполнять никаких вычислений или утверждений, просто сохраните содержимое, и параметр индекса, если он будет передан, не будет иметь никакого эффекта.
Register.h
#pragma once
#include <assert.h>
#include <bitset>
#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <limits>
#include <type_traits>
namespace vpc {
using u8 = std::uint8_t;
using u16 = std::uint16_t;
using u32 = std::uint32_t;
using u64 = std::uint64_t;
template<typename T>
struct Register {
T data;
T value;
std::bitset<sizeof(T)* CHAR_BIT> bits;
Register() : data{ 0 }, value{ 0 }, bits{ 0 } {}
template<typename P, std::enable_if_t<(sizeof(P) > sizeof(T))>* = nullptr>
Register(const P val, const u8 idx = 0) :
data{ static_cast<T>((val >> std::size(bits) * idx) &
std::numeric_limits<std::make_unsigned_t<T>>::max()) },
value{ data },
bits{ data }
{
constexpr u16 sizeT = sizeof(T);
constexpr u16 sizeP = sizeof(P);
assert((idx >= 0) && (idx <= ((sizeP / sizeT) - 1)) );
}
template<typename P, std::enable_if_t<(sizeof(P) < sizeof(T))>* = nullptr>
Register(const P val, const u8 idx = 0) :
data{ /*static_cast<T>((val >> std::size(bits) * idx) &
std::numeric_limits<std::make_unsigned_t<T>>::max()) },*/
static_cast<T>(val)
},
value{ data },
bits{ data }
{
constexpr u16 sizeT = sizeof(T);
constexpr u16 sizeP = sizeof(P);
assert((idx >= 0) && (idx <= ((sizeT / sizeP) - 1)) );
}
template<typename P, std::enable_if_t<(sizeof(P) == sizeof(T))>* = nullptr>
Register(const P val, const u8 idx = 0) :
// shouldn't need the static cast but I'll leave it here for now
data{ static_cast<T>( val ) }, value{ data }, bits{ data }
{}
template<typename P>
Register(const Register<P>& reg, const u8 idx = 0) : Register(reg.data, idx) {}
};
using Reg8 = Register<u8>;
using Reg16 = Register<u16>;
using Reg32 = Register<u32>;
using Reg64 = Register<u64>;
template<typename T>
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Register<T>& r) {
return os << "Reg" << std::size(r.bits) << '(' << r.data << ")\nhex: 0x"
<< std::uppercase << std::setfill('0') << std::setw(sizeof(T) * 2) << std::hex
<< r.data << std::dec << "\nbin: "
<< r.bits << "\n\n";
}
template<>
std::ostream& operator<<<u8>(std::ostream& os, const Register<u8>& r) {
return os << "Reg" << std::size(r.bits) << '(' << +r.data << ")\nhex: 0x"
<< std::uppercase << std::setfill('0') << std::setw(sizeof(u8) * 2) << std::hex
<< +r.data << std::dec << "\nbin: "
<< r.bits << "\n\n";
}
} // namespace
И если мы посмотрим на первый случай, когда sizeof(P) > sizeof(T), где мы используем список инициализатора класса для инициализации его члена data Следующая формула выполняется для data:
data{ static_cast<T>((val >> std::size(bits) * idx) &
std::numeric_limits<std::make_unsigned_t<T>>::max()) }
А во втором случае, когда sizeof(P) < sizeof(T) это в настоящий момент закомментировано.
data{ /*static_cast<T>((val >> std::size(bits) * idx) &
std::numeric_limits<std::make_unsigned_t<T>>::max()) },*/
static_cast<T>(val)
}
Я хотел бы сделать что-то похожее выше, но я хочу применить этот метод для инициализации data в этом случае:
void insertByte(unsigned char a, unsigned int& value, unsigned idx) {
if (idx > 3)
return;
// clear the value at position idx
value &= ~(0xFF << (idx * 8));
unsigned int tmp = a;
tmp = (tmp << (idx * 8));
value |= tmp;
}
Параметры в функции выше a и value будут типами шаблонов: T и P в моем классе. Оператор if будет обработан утверждением.
Это также может помочь понять функцию выше:
unsigned a = (the_int & 0x00ffffff) | (the_byte << 24); // set high-order byte: bits 24-31
unsigned b = (the_int & 0xff00ffff) | (the_byte << 16); // next byte, bits 16-23
unsigned c = (the_int & 0xffff00ff) | (the_byte << 8); // next byte, bits 8-15
unsigned d = (the_int & 0xffffff00) | (the_byte); // low-order byte: bits 0-7
Есть какие-нибудь мысли о том, как я мог бы преобразовать вышеупомянутую функцию, чтобы соответствовать моему шаблону, чтобы инициализировать data с правильными значениями? Это в основном обратная сторона первого конструктора case.
Редактировать
На основании комментария от пользователя: Дэвис Херринг Я собираюсь проиллюстрировать концепцию моего второго конструктора case:
Reg8 r8{ 0xAA };
Reg32 r32a{ r8, 0 };
Reg32 r32b{ r8, 1 };
Reg32 r32c{ r8, 2 };
Reg32 r32d{ r8, 3 };
// Reg32 r32{ r8, 4 }; // assertion failure
// binary output in hex notation:
r8 = 0xAA
r32a = 0x000000AA
r32b = 0x0000AA00
r32c = 0x00AA0000
r32d = 0xAA000000
// Another example
Reg16 r16{ 0xABCD };
Reg32 r32a{ r16, 0 };
Reg32 r32b{ r16, 1 };
// Reg32 r32c{ r16, 2 }; // assertion failure
Reg64 r64a_0{ r32a, 0 };
Reg64 r64a_1{ r32a, 1 };
// Reg64 r64a_2{ r32a, 2 }; // assertion failure
Reg64 r64b_0{ r32b, 0 };
Reg64 r64b_1{ r32b, 1 };
// Reg64 r64b_2{ r32b, 2 }; // assertion failure
Reg64 r64c_0{ r16, 0 };
Reg64 r64c_1{ r16, 1 };
Reg64 r64c_2{ r16, 2 };
Reg64 r64c_3{ r16, 3 };
// Reg64 r64c_4{ r16, 4 }; // assertion failure
// binary output in hex notation:
r16 = 0xABCD
r32a = 0x0000ABCD
r32b = 0xABCD0000
r64a_0 = 0x000000000000ABCD
r64a_1 = 0x0000ABCD00000000
r64b_0 = 0x00000000ABCD0000
r64b_1 = 0xABCD000000000000
r64c_0 = 0x000000000000ABCD
r64c_1 = 0x00000000ABCD0000
r64c_2 = 0x0000ABCD00000000
r64c_3 = 0xABCD000000000000
Это то, что я собираюсь сделать из любого большего размера, построенного из меньшего размера с указанным значением индекса, если индекс отсутствует, тогда он всегда устанавливается в младший байт справа.
EDIT
Это моя первая попытка сделать то, что я собираюсь сделать, и здесь я использую лямбда-шаблон. Я создал эту лямбду, и она находится в заголовочном файле моего класса выше после использования и перед объявлением класса в моем пространстве имен.
template<typename P, typename T>
auto wordSize = [](T& t, P& p, const u8 idx) {
p &= ~(0xFF << (idx * 8));
P tmp = static_cast<P>( t );
tmp = (tmp << (idx * 8));
p |= tmp;
return p;
};
Теперь попробуем использовать это в моем втором конструкторе case:
template<typename P, std::enable_if_t<(sizeof(P) < sizeof(T))>* = nullptr>
explicit Register(P val, const u8 idx = 0) :
data{ static_cast<T>( wordSize<T,P>(val, data, idx ) ) },
value{ data },
bits{ data }
{
constexpr u16 sizeT = sizeof(T);
constexpr u16 sizeP = sizeof(P);
assert((idx >= 0) && (idx <= ((sizeT / sizeP) - 1)) );
}
Кроме того, мне пришлось изменить параметр конструктора для <P> с const <P> до <P>, чтобы это работало. Теперь, когда я конструирую типы моего регистра из меньших типов, я вставляю правильное слово или байт в правильное местоположение индекса, однако остальные биты не инициализируются 0.
* 1 089 * Пример:
Reg8 r8{ 0xAA };
Reg32 r32a{ r8, 0 };
Reg32 r32b{ r8, 1 };
Reg32 r32c{ r8, 2 };
Reg32 r32d{ r8, 3 };
// Expected Binary Output in Hex:
r8 = 0xAA
r32a = 0x000000AA
r32b = 0x0000AA00
r32c = 0x00AA0000
r32d = 0xAA000000
// Actual Outputs:
r8 = 0xAA
r32a = 0xCCCCCCAA
r32b = 0xCCCCAACC
r32c = 0xCCAACCCC
r32d = 0xAACCCCCC
Я очень близок к достижению своих целей, но теперь мне просто нужно отрегулировать это так, чтобы все CC были 00.