Question

以下bit field示例代码来自here。它声称存储效率更高。但我想知道编译器如何处理位字段？

我猜C编译器 HAS TO 会为按位操作生成额外的指令。因此，尽管数据大小减小，但代码大小也会增加。

任何熟悉C编译器的人都可以解释一下吗？

#include <stdio.h>

// A space optimized representation of date
struct date
{
   // d has value between 1 and 31, so 5 bits
   // are sufficient
   unsigned int d: 5;

   // m has value between 1 and 12, so 4 bits
   // are sufficient
   unsigned int m: 4;

   unsigned int y;
};

int main()
{
   printf("Size of date is %d bytes\n", sizeof(struct date));
   struct date dt = {31, 12, 2014};
   printf("Date is %d/%d/%d", dt.d, dt.m, dt.y);
   return 0;
}

Answer 1

因此，尽管数据大小减小，但代码大小也会增加。

一般来说，这是正确的：它是在更紧凑的存储与更快的访问之间的权衡。

例如，这是我的编译器为您的位域示例中的printf语句生成的内容：

    movq    _dt@GOTPCREL(%rip), %rax
    movzwl  (%rax), %edx
    movl    %edx, %esi
    andl    $31, %esi     ; -- extract the 5 bits representing day
    shrl    $5, %edx      ; -+ extract the four bits for the month
    andl    $15, %edx     ; /
    movl    4(%rax), %ecx ; -- year doesn't require any bit manipulation
    leaq    L_.str.1(%rip), %rdi
    xorl    %eax, %eax
    callq   _printf

为了进行比较，date为简单struct时的相同代码：

    movq    _dt@GOTPCREL(%rip), %rax
    movl    (%rax), %esi  ; -- day
    movl    4(%rax), %edx ; -- month
    movl    8(%rax), %ecx ; -- year
    leaq    L_.str.1(%rip), %rdi
    xorl    %eax, %eax
    callq   _printf

所有这些当然都是编译器和平台特定的。

Answer 2

我记得，位字段的文档说这只是一个建议编译器。实施是免费的选择实际位或一些效率较低（空间）的实现。

比特字段实际上只是处理比特的一种方便的语法。

但事实证明，嵌入式编译器倾向于使用真正的位字段因为使用位是嵌入式编程中非常常见的任务。
当然，如果需要，这必须与编译器一起记录使用此功能。

关于汇编程序的复杂性，真正的位有意义需要来自汇编程序的更多工作。

C编译器如何处理位字段？

2 个答案: