द्विआधारी डेटा संरचनाओं को पढ़ने/लिखते समय बिटफील्ड तक पहुंच

Question

मैं एक बाइनरी प्रारूप के लिए एक पार्सर लिख रहा हूं। इस बाइनरी प्रारूप में अलग-अलग टेबल शामिल होते हैं जो बाइनरी प्रारूप में होते हैं, जिसमें आमतौर पर अलग-अलग फ़ील्ड आकार होते हैं (कहीं 50 से 100 के बीच)।

इन संरचनाओं में से अधिकांश bitfields होगा और जब सी में प्रतिनिधित्व इस तरह दिखेगा:

struct myHeader 
{ 
    unsigned char fieldA : 3 
    unsigned char fieldB : 2; 
    unsigned char fieldC : 3; 
    unsigned short fieldD : 14; 
    unsigned char fieldE : 4 
} 

मैं struct मॉड्यूल में आए लेकिन महसूस किया कि अपने न्यूनतम संकल्प एक बाइट और नहीं एक सा हो गया था, अन्यथा इस काम के लिए मॉड्यूल काफी सही था।

मुझे पता है कि बिटफिल्ड को सीटीपीएस का उपयोग करके समर्थित किया जाता है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि यहां बिटफिल्ड वाले सीटीपीएस स्ट्रक्चर को इंटरफ़ेस कैसे करें।

मेरा दूसरा विकल्प बिट्स में हेरफेर करना है और इसे बाइट्स में खिलााना है और इसे स्ट्रक्चर मॉड्यूल के साथ उपयोग करना है - लेकिन जब से मेरे पास 50-100 विभिन्न प्रकार के संरचनाएं हैं, तो इसके लिए कोड लिखना अधिक त्रुटि हो जाता है- होने का खतरा। मैं दक्षता के बारे में भी चिंतित हूं क्योंकि इस उपकरण का उपयोग बाइनरी डेटा के बड़े गीगाबाइट को पार्स करने के लिए किया जा सकता है।

धन्यवाद।

Answer 1

का उपयोग करना bitstring (जो आप का उल्लेख आप देख रहे हैं) यह काफी आसान लागू करने के लिए होना चाहिए। सबसे पहले डिकोड करने के लिए कुछ डेटा बनाने के लिए:

>>> myheader = "3, 2, 3, 14, 4" 
>>> a = bitstring.pack(myheader, 1, 0, 5, 1000, 2) 
>>> a.bin 
'00100101000011111010000010' 
>>> a.tobytes() 
'%\x0f\xa0\x80' 

और फिर इसे फिर से डिकोडिंग सिर्फ

>>> a.readlist(myheader) 
[1, 0, 5, 1000, 2] 

आपका मुख्य चिंता अच्छी तरह से गति हो सकती है। पुस्तकालय अच्छी तरह से पाइथन अनुकूलित है, लेकिन यह सी पुस्तकालय के रूप में लगभग तेज़ नहीं होगा।

Answer 2

मैंने कठोर परीक्षण नहीं किया है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह हस्ताक्षरित प्रकारों के साथ काम करता है (संपादित करें: यह हस्ताक्षरित बाइट/लघु प्रकारों के साथ भी काम करता है)।

संपादित करें 2: यह वास्तव में हिट या मिस है। यह पुस्तकालय के कंपाइलर ने बिट्स को संरचना में पैक करने के तरीके पर निर्भर करता है, जो मानकीकृत नहीं है। उदाहरण के लिए, जीसीसी 4.5.3 के साथ यह तब तक काम करता है जब तक मैं संरचना को पैक करने के लिए विशेषता का उपयोग नहीं करता, यानी __attribute__ ((__packed__)) (इसलिए 6 बाइट्स के बजाय इसे 4 बाइट्स में पैक किया जाता है, जिसे आप __alignof__ और sizeof से जांच सकते हैं)। मैं इसे _pack_ = True को ctypes संरचना परिभाषा में जोड़कर लगभग काम कर सकता हूं, लेकिन यह fieldE के लिए विफल रहता है। जीसीसी नोट्स: "जीसीसी 4.4 में पैक किए गए बिट-फील्ड 'फ़ील्डई का ऑफसेट बदल गया है"।

import ctypes 

class MyHeader(ctypes.Structure): 
    _fields_ = [ 
     ('fieldA', ctypes.c_ubyte, 3), 
     ('fieldB', ctypes.c_ubyte, 2), 
     ('fieldC', ctypes.c_ubyte, 3), 
     ('fieldD', ctypes.c_ushort, 14), 
     ('fieldE', ctypes.c_ubyte, 4), 
    ] 

lib = ctypes.cdll.LoadLibrary('C/bitfield.dll') 

hdr = MyHeader() 
lib.set_header(ctypes.byref(hdr)) 

for x in hdr._fields_: 
    print("%s: %d" % (x[0], getattr(hdr, x[0]))) 

आउटपुट:

fieldA: 3 
fieldB: 1 
fieldC: 5 
fieldD: 12345 
fieldE: 9 

सी:

typedef struct _MyHeader { 
    unsigned char fieldA : 3; 
    unsigned char fieldB : 2; 
    unsigned char fieldC : 3; 
    unsigned short fieldD : 14; 
    unsigned char fieldE : 4; 
} MyHeader, *pMyHeader; 

int set_header(pMyHeader hdr) { 

    hdr->fieldA = 3; 
    hdr->fieldB = 1; 
    hdr->fieldC = 5; 
    hdr->fieldD = 12345; 
    hdr->fieldE = 9; 

    return(0); 
}