কেন এই কাঠামোর আকার 2 এর পরিবর্তে 3?

Question 1

আমি এই কাঠামোটি সংজ্ঞায়িত করেছি:

typedef struct
{
    char A:3;
    char B:3;
    char C:3;
    char D:3;
    char E:3;
} col;

sizeof(col)আমাকে 3 আউটপুট দিতে, কিন্তু না এটি 2 হওয়া উচিত? যদি আমি মাত্র একটি উপাদান মন্তব্য করি তবে sizeofএটি 2 I কেন আমি বুঝতে পারি না: 3 বিটের পাঁচটি উপাদান 15 বিটের সমান এবং এটি 2 বাইটেরও কম।

এটির মতো কোনও কাঠামো সংজ্ঞায়িত করার ক্ষেত্রে কি কোনও "অভ্যন্তরীণ আকার" রয়েছে? আমার কেবল একটি ব্যাখ্যা দরকার, কারণ আমার এ পর্যন্ত ভাষাটি সম্পর্কে ধারণা থেকে আমি 3 টি নয়, 2 বাইটের আকারের প্রত্যাশা করেছি।

Question 2

কারণ আপনি ব্যবহার করছেন char আপনার ক্ষেত্রগুলির জন্য অন্তর্নিহিত ধরণ হিসাবে করছেন, সংকলকটি বাইট দ্বারা গ্রুপ বিট করার চেষ্টা করে এবং যেহেতু এটি প্রতিটি বাইটে আট বিটের বেশি রাখতে পারে না, এটি কেবল প্রতি বাইটে দুটি ক্ষেত্র সংরক্ষণ করতে পারে।

আপনার স্ট্রাক্ট ব্যবহারের বিটগুলির মোট যোগফল 15, সুতরাং সেই পরিমাণের আকারের উপযুক্ত আকারটি একটি হবে short।

#include <stdio.h>

typedef struct
{
  char A:3;
  char B:3;
  char C:3;
  char D:3;
  char E:3;
} col; 


typedef struct {
  short A:3;
  short B:3;
  short C:3;
  short D:3;
  short E:3;
} col2; 


int main(){

  printf("size of col: %lu\n", sizeof(col));
  printf("size of col2: %lu\n", sizeof(col2));

}

উপরের কোডটি (আমার মতো -৪-বিট প্ল্যাটফর্মের জন্য) প্রকৃতপক্ষে ফল পাবে 2 জন্য) দ্বিতীয় কাঠামোর জন্য । এ-এর চেয়ে বড় যে কোনও কিছুর জন্য short, কাঠামো ব্যবহৃত ধরণের একের বেশি উপাদান পূরণ করবে না, সুতরাং - একই প্ল্যাটফর্মের জন্য - কাঠামোর আকার চারটির জন্য int, আটটির জন্য longইত্যাদি ইত্যাদি দিয়ে শেষ হবে etc.

Question 3

কারণ আপনার কাছে এমন একটি প্যাকেট ক্ষেত্র নেই যা ন্যূনতম প্রান্তিককরণের সীমানা জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে (যা 1 বাইট) তাই তারা সম্ভবত প্যাকটি পাবে

byte 1
  A : 3
  B : 3
  padding : 2
byte 2
  C : 3
  D : 3
  padding : 2
byte 3
  E : 3
  padding : 5

(একই বাইটের ভিতরে ক্ষেত্র / প্যাডিংয়ের ক্রমগুলি ইচ্ছাকৃত নয়, এটি আপনাকে কেবল ধারণা দেওয়ার জন্য, যেহেতু সংকলকটি এটি কীভাবে পছন্দ করে সেগুলি তাদের লিখতে পারে)

Question 4

প্রথম দুটি বিট ক্ষেত্র একক মধ্যে ফিট করে char। তৃতীয়টি এটির সাথে মাপসই করতে পারে না charএবং এর জন্য একটি নতুন প্রয়োজন। 3 + 3 + 3 = 9 যা 8 বিটের চরের সাথে খাপ খায় না।

সুতরাং প্রথম জোড়া একটি নেয় char, দ্বিতীয় জুটি একটি নেয় char, এবং শেষ বিট ক্ষেত্রটি তৃতীয় পায় char।

Question 5

বেশিরভাগ সংকলক আপনাকে প্যাডিং নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়, যেমন #pragmaএস ব্যবহার করে । এখানে জিসিসি 4.8.1 এর সাথে একটি উদাহরণ রয়েছে:

#include <stdio.h>

typedef struct
{
    char A:3;
    char B:3;
    char C:3;
    char D:3;
    char E:3;
} col;

#pragma pack(push, 1)
typedef struct {
    char A:3;
    char B:3;
    char C:3;
    char D:3;
    char E:3;
} col2;
#pragma pack(pop)

int main(){
    printf("size of col: %lu\n", sizeof(col));  // 3
    printf("size of col2: %lu\n", sizeof(col2));  // 2
}

নোট করুন যে সংকলকটির ডিফল্ট আচরণ কোনও কারণে রয়েছে এবং সম্ভবত আপনাকে আরও ভাল পারফরম্যান্স দেবে।

Question 6

যদিও এএনএসআই সি স্ট্যান্ডার্ড বিটফিল্ডগুলি কীভাবে কোনও "বিটফিল্ড প্যাক করার অনুমতি দেয় তবে তারা উপযুক্ত দেখায়" বিটফিল্ডগুলি কীভাবে প্যাক করা যায় তা সম্পর্কে খুব কম সুনির্দিষ্টভাবে উল্লেখ করে, তবে এটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই সবচেয়ে দক্ষ ফ্যাশনে জিনিসগুলি প্যাকিং থেকে কম্পাইলারদের নিষেধ করে।

বিশেষত, যদি কোনও কাঠামোতে বিটফিল্ড থাকে, তবে একটি সংকলকটিকে এটি কাঠামো হিসাবে সংরক্ষণ করতে হবে যাতে কিছু "সাধারণ" স্টোরেজ টাইপের এক বা একাধিক বেনাম ক্ষেত্র থাকে এবং তারপরে যৌক্তিকভাবে প্রতিটি ক্ষেত্রকে তার উপাদান বিটফিল্ড অংশে বিভক্ত করে। সুতরাং, দেওয়া:

unsigned char foo1: 3;
unsigned char foo2: 3;
unsigned char foo3: 3;
unsigned char foo4: 3;
unsigned char foo5: 3;
unsigned char foo6: 3;
unsigned char foo7: 3;

যদি unsigned char8 বিট হয়, সংকলকটির জন্য এই ধরণের চারটি ক্ষেত্র বরাদ্দ করা প্রয়োজন, এবং একটি ব্যতীত সকলকে দুটি বিটফিল্ড বরাদ্দ করতে হবে (যা charতার নিজস্ব ক্ষেত্রে হবে )। যদি সমস্ত charঘোষণাপত্রের সাথে প্রতিস্থাপন করা হয় short, তবে দুটি ধরণের ক্ষেত্র shortথাকবে, যার একটিতে পাঁচটি বিটফিল্ড থাকবে এবং অন্যটি বাকি দুটি ধারণ করবে।

প্রান্তিককরণ বিধিনিষেধ ছাড়াই একটি প্রসেসরে, unsigned shortপ্রথম পাঁচটি ক্ষেত্র এবং unsigned charশেষ দুটি জন্য তিনটি বাইটে সাত তিন বিট ক্ষেত্র সংরক্ষণ করে ডেটা আরও দক্ষতার সাথে নির্ধারণ করা যেতে পারে । তিনটি বাইটে আটটি তিন-বিট ক্ষেত্র সংরক্ষণ করা সম্ভব হওয়া সত্ত্বেও, একটি সংকলক কেবল তখনই অনুমতি দিতে পারত যদি সেখানে তিন-বাইট সংখ্যার টাইপ থাকে যা "বাইরের ক্ষেত্র" প্রকার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ব্যক্তিগতভাবে, আমি বিটফিল্ডগুলিকে মূলত অকেজো হিসাবে সংজ্ঞায়িত হিসাবে বিবেচনা করি। যদি কোডটিকে বাইনারি-প্যাকড ডেটা নিয়ে কাজ করা দরকার হয় তবে এটি প্রকৃত ধরণের স্টোরেজ অবস্থানগুলি স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করা উচিত এবং তার বিটগুলি অ্যাক্সেস করার জন্য ম্যাক্রো বা এই জাতীয় কিছু ব্যবহার করা উচিত। সি যদি একটি সিনট্যাক্সকে সমর্থন করে তবে এটি সহায়ক হবে:

unsigned short f1;
unsigned char f2;
union foo1 = f1:0.3;
union foo2 = f1:3.3;
union foo3 = f1:6.3;
union foo4 = f1:9.3;
union foo5 = f1:12.3;
union foo6 = f2:0.3;
union foo7 = f2:3.3;

এই জাতীয় বাক্য গঠন, যদি অনুমতি দেওয়া হয় তবে কোডের জন্য পোর্টেবল ফ্যাশনে বিটফিল্ড ব্যবহার করা সম্ভব হবে, শব্দের মাপ বা বাইট অর্ডারগুলি বিবেচনা না করে (foo0 এফ 1 এর তিনটি সর্বনিম্ন-তাত্পর্যপূর্ণ বিটগুলিতে থাকবে তবে সেগুলি এখানে সংরক্ষণ করা যেতে পারে নিম্ন বা উচ্চতর ঠিকানা)। এই জাতীয় বৈশিষ্ট্য অনুপস্থিত, তবে ম্যাক্রো সম্ভবত এই জাতীয় জিনিসগুলি পরিচালনা করার একমাত্র পোর্টেবল উপায়।