Descrição do comprimento do nível de byte

Question

Eu tenho um protocolo que requer um campo de comprimento de até 32 bits e deve ser gerado em tempo de execução para descrever quantos bytes estão em um determinado pacote.

O código abaixo é meio feio, mas eu estou querendo saber se isso pode ser refatorado para ser ligeiramente mais eficiente ou facilmente compreensível.O problema é que o código só irá gerar bytes suficientes para descrever o comprimento do pacote, portanto menos de 255 bytes = 1 byte de comprimento, menos de 65535 = 2 bytes de comprimento etc...

{
    extern char byte_stream[];
    int bytes = offset_in_packet;
    int n = length_of_packet;
   /* Under 4 billion, so this can be represented in 32 bits. */
    int t;
   /* 32-bit number used for temporary storage. */

    /* These are the bytes we will break up n into. */
    unsigned char first, second, third, fourth;

    t = n & 0xFF000000;
    /* We have used AND to "mask out" the first byte of the number. */
    /* The only bits which can be on in t are the first 8 bits. */
    first = t >> 24;
    if (t)  {
        printf("byte 1: 0x%02x\n",first );
        byte_stream[bytes] = first; bytes++;
        write_zeros = 1;
    }
    /* Now we shift t so that it is between 0 and 255. This is the first, highest byte of n. */
    t = n & 0x00FF0000;
    second = t >> 16;
    if (t || write_zeros) {
        printf("byte 2: 0x%02x\n", second );
        byte_stream[bytes] = second; bytes++;
        write_zeros = 1;
    }

    t = n & 0x0000FF00;
    third = t >> 8;
    if ( t || write_zeros) {
        printf("byte 3: 0x%02x\n", third );
        byte_stream[bytes] = third; bytes++;
        write_zeros = 1;
    }

    t = n & 0x000000FF;
    fourth = t;
    if (t || write_zeros) {
        printf("byte 4: 0x%02x\n", fourth);
        byte_stream[bytes] = fourth; bytes++;
    }
}

Answer 1

Na verdade, você está fazendo apenas quatro cálculos, então legibilidade parece muito mais importante aqui do que eficiência.Minha abordagem para tornar algo assim mais legível é

1. Extraia código comum para uma função
2. Junte cálculos semelhantes para tornar os padrões mais óbvios
3. Livre-se da variável intermediária print_zeroes e seja explícito sobre os casos em que você gera bytes mesmo que sejam zero (ou seja,o byte anterior era diferente de zero)

Transformei o bloco de código aleatório em uma função e alterei algumas variáveis ​​(os sublinhados estão me causando problemas na tela de visualização do markdown).Eu também presumi que bytes está sendo passado, e quem está passando nos passará um ponteiro para que possamos modificá-lo.

Aqui está o código:

/* append byte b to stream, increment index */
/* really needs to check length of stream before appending */
void output( int i, unsigned char b, char stream[], int *index )
{
    printf("byte %d: 0x%02x\n", i, b);
    stream[(*index)++] = b;
}


void answer( char bytestream[], unsigned int *bytes, unsigned int n)
{
    /* mask out four bytes from word n */
    first  = (n & 0xFF000000) >> 24;
    second = (n & 0x00FF0000) >> 16;
    third  = (n & 0x0000FF00) >>  8;
    fourth = (n & 0x000000FF) >>  0;

    /* conditionally output each byte starting with the */
    /* first non-zero byte */
    if (first) 
       output( 1, first, bytestream, bytes);

    if (first || second) 
       output( 2, second, bytestream, bytes);

    if (first || second || third) 
       output( 3, third, bytestream, bytes);

    if (first || second || third || fourth) 
       output( 4, fourth, bytestream, bytes);
 }

Sempre um pouco mais eficiente, e talvez mais fácil de entender seria esta modificação nas últimas quatro instruções if:

    if (n>0x00FFFFFF) 
       output( 1, first, bytestream, bytes);

    if (n>0x0000FFFF) 
       output( 2, second, bytestream, bytes);

    if (n>0x000000FF)  
       output( 3, third, bytestream, bytes);

    if (1) 
       output( 4, fourth, bytestream, bytes);

Concordo, entretanto, que compactar esse campo torna a máquina de estado receptora excessivamente complicada.Mas se você não puder alterar o protocolo, esse código será muito mais fácil de ler.

Answer 2

Você realmente deve usar um campo de largura fixa para o seu comprimento.

• Quando o programa na extremidade receptora precisa ler o campo de comprimento do seu pacote, como ele sabe onde o comprimento termina?
• Se o comprimento de um pacote puder atingir potencialmente 4 GB, uma sobrecarga de 1 a 3 bytes realmente importa?
• Você vê o quão complexo seu código já se tornou?

Answer 3

Experimente este ciclo:

{
    extern char byte_stream[];
    int bytes = offset_in_packet;
    int n = length_of_packet; /* Under 4 billion, so this can be represented in 32 bits. */
    int t; /* 32-bit number used for temporary storage. */
    int i;

    unsigned char curByte;

    for (i = 0; i < 4; i++) {
        t = n & (0xFF000000 >> (i * 16));

        curByte = t >> (24 - (i * 8));
        if (t || write_zeros)  {
            printf("byte %d: 0x%02x\n", i, curByte );
            byte_stream[bytes] = curByte;
                            bytes++;
            write_zeros = 1;
        }

    }

}

Answer 4

Não tenho certeza se entendi sua pergunta.O que exatamente você está tentando contar?Se bem entendi, você está tentando encontrar o byte diferente de zero mais significativo.
Provavelmente é melhor usar um loop como este:

int i;  
int write_zeros = 0;  
for (i = 3; i >=0 ; --i) {  
    t = (n >> (8 * i)) & 0xff;  
    if (t || write_zeros) {  
        write_zeros = 1;  
        printf ("byte %d : 0x%02x\n", 4-i, t);  
        byte_stream[bytes++] = t;
    }  
}