Praktische Verwendung von Null-Länge-Bitfeldern

Question

Ich bin nicht ganz sicher über C, aber C++ erlaubt unbenannte Bit-Felder von 0 Länge. Zum Beispiel:

struct X 
{ 
    int : 0; 
}; 

• Frage ein: Was für praktische Anwendungen dieser kann Sie denken?
• Frage zwei: Was praktische Praxis (wenn überhaupt) ist Ihnen bekannt?

Herausgegeben das Beispiel nach Antwort des Eis-Verbrechen

Edit: OK, dank der aktuellen Antworten weiß, dass ich nun den theoretischen Zweck. Aber die Fragen sind über praktische Anwendungen, so dass sie immer noch :) halten

Answer 1

Sie verwenden ein Null-Bitfeld als Hacky-Methode, um Ihren Compiler dazu zu bringen, eine Struktur anzuordnen, die externen Anforderungen entspricht, sei es die Layout-Vorstellung eines anderen Compilers oder einer anderen Architektur (plattformübergreifende Datenstrukturen wie in ein binäres Dateiformat) oder Anforderungen eines Bit-Level-Standards (Netzwerkpakete oder Befehls-Opcodes).

Ein reales Beispiel ist, als NeXT den xnu Kernel von der Motorola 68000 (m68k) Architektur auf die i386 Architektur portierte. NeXT hatte eine funktionierende m68k-Version ihres Kernels. Als sie es nach i386 portierten, stellten sie fest, dass sich die Ausrichtungsanforderungen des i386 von denen der m68k so unterschieden, dass eine m68k-Maschine und eine i386-Maschine sich nicht auf das Layout der herstellerspezifischen BOOTP-Struktur von NeXT einigen konnten.Um das i386-Strukturlayout mit dem m68k übereinstimmen zu lassen, fügten sie ein unbenanntes Bitfeld der Länge Null hinzu, um die -Struktur mit 16-Bit-Ausrichtung zu erzwingen.

Hier sind die relevanten Teile aus dem Mac OS X 10.6.5 xnu Quellcode:

/* from xnu/bsd/netinet/bootp.h */ 
/* 
* Bootstrap Protocol (BOOTP). RFC 951. 
*/ 
/* 
* HISTORY 
* 
* 14 May 1992 ? at NeXT 
* Added correct padding to struct nextvend. This is 
* needed for the i386 due to alignment differences wrt 
* the m68k. Also adjusted the size of the array fields 
* because the NeXT vendor area was overflowing the bootp 
* packet. 
*/ 
/* . . . */ 
struct nextvend { 
    u_char nv_magic[4]; /* Magic number for vendor specificity */ 
    u_char nv_version; /* NeXT protocol version */ 
    /* 
    * Round the beginning 
    * of the union to a 16 
    * bit boundary due to 
    * struct/union alignment 
    * on the m68k. 
    */ 
    unsigned short :0; 
    union { 
    u_char NV0[58]; 
    struct { 
     u_char NV1_opcode; /* opcode - Version 1 */ 
     u_char NV1_xid; /* transcation id */ 
     u_char NV1_text[NVMAXTEXT]; /* text */ 
     u_char NV1_null; /* null terminator */ 
    } NV1; 
    } nv_U; 
}; 

Answer 2

Der Standard (9.6/2) nur 0 Länge Bit-Felder als Sonderfall:

Als Sonderfall, ein unbenannt Bit-Feld mit einer Breite von Null legt die Ausrichtung der nächsten Bit-Feld an einer Zuordnungseinheit Grenze. Nur wenn ein unbenanntes Bit-Feld deklariert wird, kann der Konstantenausdruck ein Wert gleich auf Null sein.

Die einzige Verwendung wird in diesem Zitat beschrieben, obwohl ich es noch nie im praktischen Code angetroffen habe.

---

Für das Protokoll, ich habe gerade versucht, den folgenden Code unter VS 2010:

struct X { 
    int i : 3, j : 5; 
}; 

struct Y { 
    int i : 3, : 0, j : 5; // nice syntax huh ? 
}; 

int main() 
{ 
    std::cout << sizeof(X) << " - " << sizeof(Y) << std::endl; 
} 

Die Ausgabe auf meiner Maschine ist in der Tat: 4 - 8.

Answer 3

Dieses von MSDN und nicht als Microsoft Specific markiert, so dass ich denke, das gemeinsamen C++ Standard ist:

Ein ungenanntes Bit-Feld der Breite 0 Kräfte Ausrichtung des nächsten Bit-Feldes an die Grenze neben Typ, wobei Typ ist der Typ des Mitglieds.

Answer 4

struct X { int : 0; }; 

undefinierten Verhalten in C ist

See (Hervorhebung von mir):

(C99, 6.7.2.1p2) "Das Vorhandensein einer struct-declaration-list in einem struct-or-union-specifier deklariert einen neuen Typ innerhalb einer Übersetzungseinheit. Die Struktur Deklarationsliste ist eine Abfolge von Deklarationen für die Mitglieder der Struktur oder Vereinigung. Wenn die Struktur-Deklaration-Liste keine benannten Mitglieder enthält, ist das Verhalten nicht definiert "

(C11 hat den gleichen Wortlaut.)

Sie können mit einem ungenannten Bit-Feld verwenden 0 Breite aber nicht wenn es kein anderes benannte Mitglied in der Struktur

. zum Beispiel:

struct W { int a:1; int :0; }; // OK 
struct X { int :0; };   // Undefined Behavior 

Durch die Art und Weise für die zweite Erklärung, gcc gibt eine Diagnose aus (nicht erforderlich für den C-Standard) mit -pedantic.

Auf der anderen Seite:

struct X { int :0; }; 

in GNU C definiert Es wird beispielsweise durch den Linux-Kernel (include/linux/bug.h) verwendet, um einen Übersetzungsfehler zu zwingen, den folgenden Makro zu verwenden, wenn die Bedingung erfüllt ist:

#define BUILD_BUG_ON_ZERO(e) (sizeof(struct { int:-!!(e); }))