Работа с битовыми полями в FreePascal на малоразрядных системах

Delphi , Базы данных , Поля

В данной статье мы рассмотрим проблему, связанную с использованием битовых полей (bitpacked records) в компиляторе FreePascal на малоразрядных системах, работающих по принципу little-endian. Пример, который мы рассмотрим, связан с чтением данных из интегральной схемы, где данные представлены в формате, плотно упакованном в биты, и не выровнены по границе байта.

Проблема

Разработчик столкнулся с проблемой при попытке использовать битовые записи (bitpacked records) FreePascal для чтения и интерпретации данных, которые представляют собой в основном больendien числа, упакованные в биты, и не выровненные по границе байта. Структура данных, которую он пытался читать, имеет следующий формат:

{$BITPACKING ON}
type
  THeader = bitpacked record
    Magic: Byte;        // идентификатор формата, 8 бит
    _Type: $000..$FFF;  // спецификатор типа, 12 бит
    Version: Word;      // ревизия данных, 16 бит
    Flags: $0..$F       // атрибуты, 4 бита
  end;

Код чтения данных из файла выглядел следующим образом:

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var
  F: File;
  Header: THeader;
begin
  // ... код, который корректно отображает размеры полей ...
  AssignFile(F, 'D:\3fd8.dat');
  FileMode := fmOpenRead;
  Reset(F, SizeOf(Byte));
  BlockRead(F, Header, SizeOf(Header));
  // ... данные за этим моментом уже некорректны ...

  //Header._Type := BEtoN(Header._Type);
  // ... вывод данных ...
end;

Однако, несмотря на корректное отображение размеров и количества бит в полях, данные, полученные из файла, оказались неверными. Вручную расшифрованные данные были следующими:

Magic = F1
_Type = 55B
Version = E3F0
Flags = A

В то время как компилятор FreePascal интерпретировал данные совершенно иначе, что, вероятно, связано с особенностями малоразрядной системы (little-endian).

Решение проблемы

Проблема заключалась в неправильной последовательности нибблов и бит из-за особенностей малоразрядной системы. Для корректного чтения данных необходимо было вручную выполнить сдвиги и маскирование байтов, игнорируя использование битовых записей. Пример кода для ручной декодировки данных:

X.Magic := bytes[0];
X._Type := (bytes[1] shl 4) or (bytes[2] shr 4);
X.Version := ((bytes[2] and $0F) shl 12) or
             (bytes[3] shl 4) or
             (bytes[4] shr 4);
X.Flags := bytes[4] and $0F;

Этот метод позволит корректно интерпретировать данные, упакованные в биты, даже если они представлены в формате big-endian.

Заключение

При работе с битовыми полями в FreePascal на малоразрядных системах важно учитывать особенности порядка байтов. В случае, если данные упакованы в биты в формате big-endian, необходимо выполнить ручную декодировку с использованием сдвигов и маскирования. Это позволит избежать ошибок, связанных с некорректной интерпретацией данных, вызванных различиями в порядке байтов между системой разработки и форматом данных.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Рассмотрение проблемы использования битовых полей в компиляторе FreePascal для работы с малоразрядными системами, где данные упакованы в биты и представлены в формате big-endian, а система работает по принципу little-endian, и предложение метод

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Поля ::