C语言基础：&、>>在工程中的巧用

那那

项目中，大家所用的芯片相比以往，不管是硬件资源还是处理性能，已经有了很大的提升。同时，编译器也已经帮我们做了很多代码优化方面的工作，所以，代码中，我们已不再苛求代码的简洁和优美，鲁棒性才是我们最关注的点。但是，这不能成为我们开发人员"任性"的资本，技术上想精进，学习+思考必不可少。本文，和大家分享一下：C语言除法（/）、取余（%）操作的另一种实用技巧。
1、C语言除法操作

嵌入式开发中，目前主流的单片机是32 Bit，数据类型的处理中，一般也是以字节（1 byte = 8 bit）为基础单位，比如：int8、uint8、int16、uint16、int32、uint32等。这样的数据类型会有怎样的一个特点呢？答：2的n次方（n ≥ 0的整数）。工程开发中，经常会遇到除法运算，除法运算除了使用"/"以外，还可以使用">>"。注意：>>操作表示除以2的n次方，即：只能除以2、4、8...这样的数据。

举例：代码中，需要某个参数（eg：15）除以8。
（一）"/"操作和">>"操作时间对比
Start_Tick_01 = GetSTM0_Tick();
/* / Operation */
result = 15 / 8;
Stop_Tick_01 = GetSTM0_Tick();
ElapseTime01 = Stop_Tick_01 - Start_Tick_01;
​
Start_Tick_02 = GetSTM0_Tick();
/* >> Operation */
result = 15 >> 3;
Stop_Tick_02 = GetSTM0_Tick();15 / 8和15 >> 3的功能等价，操作所用时间如下所示：


可以看出，进行1次除法操作，>>操作要比/操作更节省时间，即：需要更少的CPU Clock，即：>>操作比/操作节省了3个CPU Clock。为什么>>操作要比/操作使用的CPU Clock更少呢？答：与C代码翻译后的汇编指令数及指令需要的CPU Clock有关。（2）"/"操作和">>"操作对应的汇编代码


如上可以看出>>操作要比/操作使用更少的汇编指令，即：/操作比>>操作多了MOV操作，因此会消耗更多的CPU Clock。
通过芯片手册，可以知道MOV（32 bit）需要消耗一个CPU Clock，即：理论上，/操作比>>操作要多消耗1个CPU Clock。因为本文使用STM接口计算CPU Clock，存在微小误差。


所以，程序中，如果操作数（OptArgu）除以2、4、8、16...这样的操作时，可以进行右移位操作，即：OptArgu >> 1、OptArgu >> 2、OptArgu >> 3、OptArgu >> 4...
提示：移位操作，除了进行除法操作（右移，>>），也可以左移位（<<），进行乘法运算。
（3）>>操作在工程中应用
代码Line5，计算Signal是否跨字节，如下所示：
......
if(Com_GetBitLengthOfRxAccessInfo(SignalId) > 8u)   
{
  sint16_least i;
  nFullBytes = (uint16_least) (nBitsToWrite >> 3u);   
  if(((uint32) nFullBytes) <= destLength)     
  {
......2、C语言取余操作

举例：代码中，需要某个参数取8的余数，进行偏移（offset）。这个操作，在诊断拆包处理中，比较常见。
对于取余操作，除了%以外，还可以使用&操作。
（一）%操作和&操作时间对比
Start_Tick_01 = GetSTM0_Tick();
/* % Operation */
result = 5 % 8;
Stop_Tick_01 = GetSTM0_Tick();
ElapseTime01 = Stop_Tick_01 - Start_Tick_01;
​
Start_Tick_02 = GetSTM0_Tick();
/* & Operation */
result = 5 & 7;
Stop_Tick_02 = GetSTM0_Tick();
ElapseTime02 = Stop_Tick_02 - Start_Tick_02;5% 8与5 & 7操作效果等价，运行时间如下所示：


可以看出，&操作比使用%操作更节省CPU Clock，即：更节省时间。
（2）"%"操作和"&"操作对应的汇编代码


如上可以看出&操作要比%操作使用更少的汇编指令，即：%操作比&操作多了MOV和MOVH.A两步操作，因此会消耗更多的CPU Clock。
所以，以此类推，如果程序中需要对8、16、32...进行取余操作时，可以将操作数OptArgu进行如下操作：
OptArgu & 7、OptArgu & 15、OptArgu & 32....
（3）&操作在工程中的应用
使用&操作进行取余运算，在工程代码中比较常见，比如：COM层信号的Bit偏移计算，如下所示：
#define Com_Signal_BitOffsetFromBitPos(pos)  (COM_CAST2UINT8((pos) & 7u))************************************************************************************
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