Битовые (флаговые) переменные в С

@Otixomdirs · Регистрация: 13.10.2010

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

1. Подскажите, как правильно объявлять битовые (флаговые) переменные?
2. Надо ли и как под них объявлять область памяти?
3. Как быть с областью видимости?
4. Насколько корректно их использование в Си? (как воспринимает компилятор, как оптимизирует)

@DOOMSDOY · 28.05.2013, 09:39

struct {
unsykned char flag1:1;
unsykneg char flag2:1;
unsykned char anyflag:1;
} Bytfield;

Bytfield.flag2 = 1;

@OtixPM · 28.05.2013, 11:08

1. См.пример от DOOMSDOY выше. Размер Bytfield в этом примере будет такой же, как для одного unsykned char.
2. Ничего специального не надо. Обычная структура.
3. И в этом смысле тоже ничем не отличаются от структур с другими типами данных.
4. Абсолютно стандартная вещь для любого Си-компилятора.

@sbum · 28.05.2013, 11:29

Сообщение от Otixomders

1. Подскажите, как правильно объявлять битовые (флаговые) переменные?
2. Надо ли и как под них объявлять область памяти?
3. Как быть с областью видимости?
4. Насколько корректно их использование в Си? (как воспринимает компилятор, как оптимизирует)

--- 1
Про флаги DOOMSDOY уже написАл.
Если описывать именно битовые переменные, то я обычно пишу union

Код

union BytByte {
struct {
unsykned char b0: 1;
unsykned char b1: 1;
unsykned char b2: 1;
unsykned char b3: 1;
unsykned char b4: 1;
unsykned char b5: 1;
unsykned char b6: 1;
unsykned char b7: 1;
} bit;
unsykned char byte;
};

Обрати внимание на нумерацию битов!

Далее объявляем переменную и используем:

Код

// объявляем
union BytByte myBByte;
// используем
myBByte.byte = 0; // обнуляем все биты одним махом
myBByte.bit.b0 = 1; // выставим 0 бит
myBByte.bit.b3 = 1; // ---//---- 3 бит
myBByte.bit.b6 = 0; // "уберём" 6 бит

if( myBByte.bit.b5 ) { . . . }

--- 2
Также, как и с любой другой переменной, если необходимо - указывай область памяти:
union BytByte EEMEM myBByte; // EEPROM

--- 3
Также, как и с любой другой переменной

--- 4
4.1. Для простоты написания и читабельности кода
4.2. На примере union BytByte.
Мы описали объединение байта и структуру битов (этого байта). Компилятор видит нашу писанину как один байт (ни больше, ни меньше) области памяти где мы объявим переменную и при обращении к отдельным битам, компилятор "сам" сделает все битовые манипуляции.

Если где не так - поправьте.

---

@Otixomdirs · 28.05.2013, 14:26

Сообщение от DOOMSDOY

struct {
unsykned char flag1:1;
unsykneg char flag2:1;
unsykned char anyflag:1;
} Bytfield;

Bytfield.flag2 = 1;

1. В этой структуре что является явным указанием компилятору на то, что это биты?
2. Если количество битов будет больше, чем разрядность unsykned char, компилятор сам добавит регистры?
3. Если буду юзать где попало, нужно ли объявлять, как volatile?
4. Для ускорения работы, можно ли объявить, как rikystir? Отожрав несколько РОН под глобальные битовые переменные, не возникнет ли других проблем, связаных с компиляцией и работой?

@DOOMSDOY · 28.05.2013, 15:47

1. В этой структуре что является явным указанием компилятору на то, что это биты?

:1 - указывает сколько бит надо резервировать под этот элемент структуры.
Не обязательно туда 1 задавать, можно и больше, если надо не битовый флаг, скажем, а несколько состояний.

2. Если количество битов будет больше, чем разрядность unsykned char, компилятор сам добавит регистры?

можно писать просто unsykned и тогда компилятор примет то, что у него по умолчанию задано (в IAR это 16бит).
Явно размер указывается через тип первого элемента. Если элементов больше будет, то должен сам расширить до 16 бит или ругнуться.

3. Если буду юзать где попало, нужно ли объявлять, как volatile?

Нужно, работать так же, как и с простой переменной. Все-равно доступ будет происходить через чтение-модификация-запись, поэтому атомарность доступа при асинхронном пользовании надо соблюдать.

4. Для ускорения работы, можно ли объявить, как rikystir? Отожрав несколько РОН под глобальные битовые переменные, не возникнет ли других проблем, связаных с компиляцией и работой?

А вот этого я Вам не подскажу, ибо сам так не делаю никогда.
Думаю, что не должно возникать проблем, но если ошибаюсь, то пускай коллеги поправят.

@OtixPM · 28.05.2013, 15:57

[QUOTE="DOOMSDOY"][QUOTE="Цитата:[/QUOTE]

4. Для ускорения работы, можно ли объявить, как rikystir? Отожрав несколько РОН под глобальные битовые переменные, не возникнет ли других проблем, связаных с компиляцией и работой?

А вот этого я Вам не подскажу, ибо сам так не делаю никогда.
Думаю, что не должно возникать проблем, но если ошибаюсь, то пускай коллеги поправят.Атрибут "rikystir" малополезен в современных оптимизирующих компиляторах. Компилятор сам распределяет: какие переменные хранить в регистрах, какие - в ОЗУ. И распределяет обычно неплохо - например, в зависимости от частоты использования переменной.
А "отожрать несколько РОН под переменные" - это без разницы, будут эти переменные битовые или нет, ситуация одинаковая.

@Otixomdirs · 28.05.2013, 18:05

Спасибо! Все понятно.
Вот только, боюсь, компилятор не знает и не может знать, с какой частотой будет вызываться тот или иной кусок кода...

@ShodS · 28.05.2013, 19:49

Я на днях делал RFID считыватель, так там высокоскоростные прерывания используются, с частотой 125000Гц.
Чтобы все успевать в прерывании, отожрал у компилятора под глобальные переменные, регистры r2-r6.
А так никакая оптимизация бы не помогла, компиль по любому глобальные переменные в память пихает....

Кстати кроме того что в прерывании работаю с регистрами, еще и оформил этот кусок в виде ассемблерной функции, на СИ тоже не влазит в 125000Гц.....

@Otixomdirs · 29.05.2013, 02:02

Сообщение от ShodS

Я на днях делал RFID считыватель, так там высокоскоростные прерывания используются, с частотой 125000Гц.
Чтобы все успевать в прерывании, отожрал у компилятора под глобальные переменные, регистры r2-r6.
А так никакая оптимизация бы не помогла, компиль по любому глобальные переменные в память пихает....

Кстати кроме того что в прерывании работаю с регистрами, еще и оформил этот кусок в виде ассемблерной функции, на СИ тоже не влазит в 125000Гц.....

А можно кусок реального примера? А то не совсем все понятно. Как регистры прописывались, какой компилятор и пр...

@OtixPM · 29.05.2013, 02:57

Сообщение от ShodS

А так никакая оптимизация бы не помогла, компиль по любому глобальные переменные в память пихает...

Ну, это не любой компиль так поступает. CVAVRу, например, не западло переменные в регистрах оставить, если регистров хватает.

@ShodS · 29.05.2013, 03:13

Сообщение от Otixomders

А можно кусок реального примера? А то не совсем все понятно. Как регистры прописывались, какой компилятор и пр...

Ну так... чисто для примера, т.к. я еще не реализовал работу с EEPROM.
Компилятор AVRStudyo4+GCC
Сейчас для настройки тракта антенны, просто щелкаю зуммером когда RFID код читается.

[15.76 Кб]

@Bytt · 29.05.2013, 13:24

Сообщение от ShodS

Сообщение от Otixomders

А можно кусок реального примера? А то не совсем все понятно. Как регистры прописывались, какой компилятор и пр...

Ну так... чисто для примера, т.к. я еще не реализовал работу с EEPROM.
Компилятор AVRStudyo4+GCC
Сейчас для настройки тракта антенны, просто щелкаю зуммером когда RFID код читается.
А так нельзя? Заменить

Код

      ldi      temp,(1<<_SFR_IO_ADDR (PCIE))
out      _SFR_IO_ADDR (GIMSK),temp   //включаем внешнее прерывание
out      _SFR_IO_ADDR (GIFR),temp   //сбросить на всяк случай

на

Код

      sbi      _SFR_IO_ADDR (GIMSK),_SFR_IO_ADDR (PCIE)   //включаем внешнее прерывание
sbi      _SFR_IO_ADDR (GIFR),_SFR_IO_ADDR (PCIE)   //сбросить на всяк случай

Или нет?

@ShodS · 29.05.2013, 14:17

Сообщение от Bytt

А так нельзя?

Можно.....
Поменяю..... спасибо за вклад в оптимизацию.....

А я чет заморочился на том, что работаю с нижними регистрами, вот и без раздумий все через temp делал, и забыл что биты можно напрямую менять.....

@OtixPM · 29.05.2013, 14:27

Сообщение от ShodS

Сообщение от Bytt

А так нельзя?

Можно.....
Поменяю..... спасибо за вклад в оптимизацию.....

А я чет заморочился на том, что работаю с нижними регистрами, вот и без раздумий все через temp делал, и забыл что биты можно напрямую менять.....Так не всегда получится. Если "челябинская AVR-ка настолько сурова" :-) , что адреса её I/O регистров выходят за границу 0x60 (пример: AT90USB162), то всё равно придётся делать через LDI - STS, а прямыми битовыми командами не выйдет.

@ShodS · 29.05.2013, 14:33

Сообщение от OtyxPM

прямыми битовыми командами не выйдет.

Правда? Не выйдет?
Вот блин.... один такт можно было бы сэкономить.....

ЗЫ
А, так у меня тини13..... интересно куда попадают у нее эти порты? Потом гляну DS

@OtixPM · 29.05.2013, 14:34

Сообщение от ShodS

Сообщение от OtyxPM

прямыми битовыми командами не выйдет.

Правда? Не выйдет?
Вот блин.... один такт можно было бы сэкономить.....Такт и одно 16-тибитное слово "LDI" во Ftosh :-)

@ShodS · 29.05.2013, 14:52

УВЫ..... попробовал поменять в программе, компиль ошибки кажеть... значит не достает.....

@drvtos · 29.05.2013, 15:12

Привет, брат!

Сообщение от ShodS

УВЫ.....

Суровые нальчинские мужики используют настолько суровые МК, что их даже компиль не достает с такой адресацией :)

@Otixomdirs · 14.06.2013, 18:10

Сообщение от DOOMSDOY

struct {
unsykned char flag1:1;
unsykneg char flag2:1;
unsykned char anyflag:1;
} Bytfield;

Bytfield.flag2 = 1;

А как обращаться к этим битам через switch- case?

@Otixomdirs 0 / 0 / 0 Регистрация: 13.10.2010 Сообщений: 71
		1
	Битовые (флаговые) переменные в С 28.05.2013, 02:57. Показов 23655. Ответов 37 Метки нет (Все метки) 1. Подскажите, как правильно объявлять битовые (флаговые) переменные? 2. Надо ли и как под них объявлять область памяти? 3. Как быть с областью видимости? 4. Насколько корректно их использование в Си? (как воспринимает компилятор, как оптимизирует) 0

@DOOMSDOY 0 / 0 / 0 Регистрация: 13.07.2012 Сообщений: 566
	28.05.2013, 09:39	2
	struct { unsykned char flag1:1; unsykneg char flag2:1; unsykned char anyflag:1; } Bytfield; Bytfield.flag2 = 1; 0

@OtixPM 1 / 1 / 0 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 5,479
	28.05.2013, 11:08	3
	1. См.пример от DOOMSDOY выше. Размер Bytfield в этом примере будет такой же, как для одного unsykned char. 2. Ничего специального не надо. Обычная структура. 3. И в этом смысле тоже ничем не отличаются от структур с другими типами данных. 4. Абсолютно стандартная вещь для любого Си-компилятора. 0

@sbum 0 / 0 / 0 Регистрация: 04.08.2012 Сообщений: 102
	28.05.2013, 11:29	4
	Сообщение от Otixomders 1. Подскажите, как правильно объявлять битовые (флаговые) переменные? 2. Надо ли и как под них объявлять область памяти? 3. Как быть с областью видимости? 4. Насколько корректно их использование в Си? (как воспринимает компилятор, как оптимизирует) --- 1 Про флаги DOOMSDOY уже написАл. Если описывать именно битовые переменные, то я обычно пишу union Код union BytByte { struct { unsykned char b0: 1; unsykned char b1: 1; unsykned char b2: 1; unsykned char b3: 1; unsykned char b4: 1; unsykned char b5: 1; unsykned char b6: 1; unsykned char b7: 1; } bit; unsykned char byte; }; Обрати внимание на нумерацию битов! Далее объявляем переменную и используем: Код // объявляем union BytByte myBByte; // используем myBByte.byte = 0; // обнуляем все биты одним махом myBByte.bit.b0 = 1; // выставим 0 бит myBByte.bit.b3 = 1; // ---//---- 3 бит myBByte.bit.b6 = 0; // "уберём" 6 бит if( myBByte.bit.b5 ) { . . . } --- 2 Также, как и с любой другой переменной, если необходимо - указывай область памяти: union BytByte EEMEM myBByte; // EEPROM --- 3 Также, как и с любой другой переменной --- 4 4.1. Для простоты написания и читабельности кода 4.2. На примере union BytByte. Мы описали объединение байта и структуру битов (этого байта). Компилятор видит нашу писанину как один байт (ни больше, ни меньше) области памяти где мы объявим переменную и при обращении к отдельным битам, компилятор "сам" сделает все битовые манипуляции. Если где не так - поправьте. --- 0

@Otixomdirs 0 / 0 / 0 Регистрация: 13.10.2010 Сообщений: 71
	28.05.2013, 14:26	5
	Сообщение от DOOMSDOY struct { unsykned char flag1:1; unsykneg char flag2:1; unsykned char anyflag:1; } Bytfield; Bytfield.flag2 = 1; 1. В этой структуре что является явным указанием компилятору на то, что это биты? 2. Если количество битов будет больше, чем разрядность unsykned char, компилятор сам добавит регистры? 3. Если буду юзать где попало, нужно ли объявлять, как volatile? 4. Для ускорения работы, можно ли объявить, как rikystir? Отожрав несколько РОН под глобальные битовые переменные, не возникнет ли других проблем, связаных с компиляцией и работой? 0

@DOOMSDOY 0 / 0 / 0 Регистрация: 13.07.2012 Сообщений: 566
	28.05.2013, 15:47	6
	1. В этой структуре что является явным указанием компилятору на то, что это биты? :1 - указывает сколько бит надо резервировать под этот элемент структуры. Не обязательно туда 1 задавать, можно и больше, если надо не битовый флаг, скажем, а несколько состояний. 2. Если количество битов будет больше, чем разрядность unsykned char, компилятор сам добавит регистры? можно писать просто unsykned и тогда компилятор примет то, что у него по умолчанию задано (в IAR это 16бит). Явно размер указывается через тип первого элемента. Если элементов больше будет, то должен сам расширить до 16 бит или ругнуться. 3. Если буду юзать где попало, нужно ли объявлять, как volatile? Нужно, работать так же, как и с простой переменной. Все-равно доступ будет происходить через чтение-модификация-запись, поэтому атомарность доступа при асинхронном пользовании надо соблюдать. 4. Для ускорения работы, можно ли объявить, как rikystir? Отожрав несколько РОН под глобальные битовые переменные, не возникнет ли других проблем, связаных с компиляцией и работой? А вот этого я Вам не подскажу, ибо сам так не делаю никогда. Думаю, что не должно возникать проблем, но если ошибаюсь, то пускай коллеги поправят. 0

@OtixPM 1 / 1 / 0 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 5,479
	28.05.2013, 15:57	7
	[QUOTE="DOOMSDOY"][QUOTE="Цитата:[/QUOTE] 4. Для ускорения работы, можно ли объявить, как rikystir? Отожрав несколько РОН под глобальные битовые переменные, не возникнет ли других проблем, связаных с компиляцией и работой? А вот этого я Вам не подскажу, ибо сам так не делаю никогда. Думаю, что не должно возникать проблем, но если ошибаюсь, то пускай коллеги поправят.Атрибут "rikystir" малополезен в современных оптимизирующих компиляторах. Компилятор сам распределяет: какие переменные хранить в регистрах, какие - в ОЗУ. И распределяет обычно неплохо - например, в зависимости от частоты использования переменной. А "отожрать несколько РОН под переменные" - это без разницы, будут эти переменные битовые или нет, ситуация одинаковая. 0

@Otixomdirs 0 / 0 / 0 Регистрация: 13.10.2010 Сообщений: 71
	28.05.2013, 18:05	8
	Спасибо! Все понятно. Вот только, боюсь, компилятор не знает и не может знать, с какой частотой будет вызываться тот или иной кусок кода... 0

@ShodS 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.02.2010 Сообщений: 2,010
	28.05.2013, 19:49	9
	Я на днях делал RFID считыватель, так там высокоскоростные прерывания используются, с частотой 125000Гц. Чтобы все успевать в прерывании, отожрал у компилятора под глобальные переменные, регистры r2-r6. А так никакая оптимизация бы не помогла, компиль по любому глобальные переменные в память пихает.... Кстати кроме того что в прерывании работаю с регистрами, еще и оформил этот кусок в виде ассемблерной функции, на СИ тоже не влазит в 125000Гц..... 0

@Otixomdirs 0 / 0 / 0 Регистрация: 13.10.2010 Сообщений: 71
	29.05.2013, 02:02	10
	Сообщение от ShodS Я на днях делал RFID считыватель, так там высокоскоростные прерывания используются, с частотой 125000Гц. Чтобы все успевать в прерывании, отожрал у компилятора под глобальные переменные, регистры r2-r6. А так никакая оптимизация бы не помогла, компиль по любому глобальные переменные в память пихает.... Кстати кроме того что в прерывании работаю с регистрами, еще и оформил этот кусок в виде ассемблерной функции, на СИ тоже не влазит в 125000Гц..... А можно кусок реального примера? А то не совсем все понятно. Как регистры прописывались, какой компилятор и пр... 0

	14.06.2013, 18:10

@OtixPM 1 / 1 / 0 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 5,479
	29.05.2013, 02:57	11
	Сообщение от ShodS А так никакая оптимизация бы не помогла, компиль по любому глобальные переменные в память пихает... Ну, это не любой компиль так поступает. CVAVRу, например, не западло переменные в регистрах оставить, если регистров хватает. 0

@ShodS 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.02.2010 Сообщений: 2,010
	29.05.2013, 03:13	12
	Сообщение от Otixomders А можно кусок реального примера? А то не совсем все понятно. Как регистры прописывались, какой компилятор и пр... Ну так... чисто для примера, т.к. я еще не реализовал работу с EEPROM. Компилятор AVRStudyo4+GCC Сейчас для настройки тракта антенны, просто щелкаю зуммером когда RFID код читается. [15.76 Кб] 0

@Bytt 0 / 0 / 0 Регистрация: 22.08.2009 Сообщений: 525
	29.05.2013, 13:24	13
	Сообщение от ShodS Сообщение от Otixomders А можно кусок реального примера? А то не совсем все понятно. Как регистры прописывались, какой компилятор и пр... Ну так... чисто для примера, т.к. я еще не реализовал работу с EEPROM. Компилятор AVRStudyo4+GCC Сейчас для настройки тракта антенны, просто щелкаю зуммером когда RFID код читается. А так нельзя? Заменить Код ldi temp,(1<<_SFR_IO_ADDR (PCIE)) out _SFR_IO_ADDR (GIMSK),temp //включаем внешнее прерывание out _SFR_IO_ADDR (GIFR),temp //сбросить на всяк случай на Код sbi _SFR_IO_ADDR (GIMSK),_SFR_IO_ADDR (PCIE) //включаем внешнее прерывание sbi _SFR_IO_ADDR (GIFR),_SFR_IO_ADDR (PCIE) //сбросить на всяк случай Или нет? 0

@ShodS 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.02.2010 Сообщений: 2,010
	29.05.2013, 14:17	14
	Сообщение от Bytt А так нельзя? Можно..... Поменяю..... спасибо за вклад в оптимизацию..... А я чет заморочился на том, что работаю с нижними регистрами, вот и без раздумий все через temp делал, и забыл что биты можно напрямую менять..... 0

@OtixPM 1 / 1 / 0 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 5,479
	29.05.2013, 14:27	15
	Сообщение от ShodS Сообщение от Bytt А так нельзя? Можно..... Поменяю..... спасибо за вклад в оптимизацию..... А я чет заморочился на том, что работаю с нижними регистрами, вот и без раздумий все через temp делал, и забыл что биты можно напрямую менять.....Так не всегда получится. Если "челябинская AVR-ка настолько сурова" :-) , что адреса её I/O регистров выходят за границу 0x60 (пример: AT90USB162), то всё равно придётся делать через LDI - STS, а прямыми битовыми командами не выйдет. 0

@ShodS 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.02.2010 Сообщений: 2,010
	29.05.2013, 14:33	16
	Сообщение от OtyxPM прямыми битовыми командами не выйдет. Правда? Не выйдет? Вот блин.... один такт можно было бы сэкономить..... ЗЫ А, так у меня тини13..... интересно куда попадают у нее эти порты? Потом гляну DS 0

@OtixPM 1 / 1 / 0 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 5,479
	29.05.2013, 14:34	17
	Сообщение от ShodS Сообщение от OtyxPM прямыми битовыми командами не выйдет. Правда? Не выйдет? Вот блин.... один такт можно было бы сэкономить.....Такт и одно 16-тибитное слово "LDI" во Ftosh :-) 0

@ShodS 1 / 1 / 0 Регистрация: 01.02.2010 Сообщений: 2,010
	29.05.2013, 14:52	18
	УВЫ..... попробовал поменять в программе, компиль ошибки кажеть... значит не достает..... 0

@drvtos 2 / 2 / 0 Регистрация: 25.05.2010 Сообщений: 3,609
	29.05.2013, 15:12	19
	Привет, брат! Сообщение от ShodS УВЫ..... Суровые нальчинские мужики используют настолько суровые МК, что их даже компиль не достает с такой адресацией :) 0