【C】bitwise operator メモ

いつもいつもC言語で必要になるたびに調べているのでメモを書いておきます。今回も調べました。（涙）

Bitwise Operator

書き方

どこを本家として参照すればよいのか分かりませんが、Wikipediaがあったので、リンクをメモリます。

Symbol	Operator
&	bitwise AND
|	bitwise inclusive OR
^	bitwise XOR (exclusive OR)
<<	left shift

| right shift
~ | bitwise NOT (one's complement) (unary)

出力してみる

以下、NOT operator のテストです。

test.c

# include <stdio.h>

void printBi(char num) {
  int len = 8;
  int bit[8];

  for(int i = 0; i < len; i++) {
    int x = 1 << i;
    x = num & x;
    bit[len - i - 1] = x >> i;
  }

  printf("0b");
  for(int i = 0; i < len; i++) {
    printf("%d", bit[i]);
  }
}

int main(void) {
  int num = 0b00000101;
  int result = ~num;

  printf("Input  %4d(Decimal) ", num);
  printBi(num);
  printf("(Binary)\n");
  printf("Output %4d(Decimal) ", result);
  printBi(result);
  printf("(Binary)\n");
  return 0;
}

gcc でコンパイルして実行すると、以下を得ます。

Input     5(Decimal) 0b00000101(Binary)
Output   -6(Decimal) 0b11111010(Binary)

flag を読む

実際に必要となったのは、4byte のデータの2byte 目の3bit 目のbinary を読みたい、のような場面です。

2byte, 3bit の（開始から8+3=11 bitの位置）の値を読みたいとします。次の^ の位置です。

0b00100000 00001100 00000000 00000000
                ^

いろいろデータのの取り出し方はあります。以下は、bit mask とシフトで必要なflag を読むためのテストコードです。4byte の各データの3bit 目を出力しています。

test2.c

# include <stdio.h>
# include <stdint.h>

void print_binary_byte(unsigned char num) {
    int len = 8;
    int bit[8];
    for(int i = 0; i < len; i++) {
        int x = 1 << i;
        x = num & x;
        bit[len - i - 1] = x >> i;
    }
    for(int i = 0; i < len; i++) {
        printf("%d", bit[i]);
    }
}

void print_binary_bytes(unsigned char* buf, unsigned int buflen) {
  printf("0b");
  for(unsigned int i=0; i<buflen; i++){
    print_binary_byte(buf[i]);
    printf(" ");
  }
  printf("\n");
  for(unsigned int i=0; i<buflen; i++){
    unsigned char v0 = buf[i];
    unsigned char v2 = (v0 & 0b00000100) >> 2;
    printf("[%d/%d] 0b", i, buflen);
    print_binary_byte(v0);
    printf("(input) ");
    printf(" 0b00000100(mask) --> shift --> 0b");
    print_binary_byte(v2);
    printf("(output)\n");
  }
}

int main(void) {
    uint32_t val1 = 32 + 1024 + 2048;
    union bytes4{
      unsigned char buf[4];
      uint32_t val_uint32;
    };
    union bytes4 val1_union;
    val1_union.val_uint32 = val1;
    print_binary_bytes(val1_union.buf, sizeof(val1_union.buf));
    return 0;
}

実行すると、以下を得ます。

0b00100000 00001100 00000000 00000000
[0/4] 0b00100000(input) 0b00000100(mask) --> shift --> 0b00000000(output)
[1/4] 0b00001100(input) 0b00000100(mask) --> shift --> 0b00000001(output)
[2/4] 0b00000000(input) 0b00000100(mask) --> shift --> 0b00000000(output)
[3/4] 0b00000000(input) 0b00000100(mask) --> shift --> 0b00000000(output)

1だったことが分かります。mask　をかけてシフトしていますが、もっと頭の良い方法もあったと思います。

まとめ

今回はとりあえずメモでした。いつも確認コードを書かないと分からなくなってしまうのですが、今回も、目的の実装はできてのりきれました。ふー。

今後、なにか思い出したりしたら追記したいと思います。