Typedef
기존 타입을, 원하는 이름으로 정의하는 방법
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef long long ll;
int main(){
ll t = 1923912912312213912; // 1923912912312213912
printf("%lld", t);
return 0;
}
C에서 Struct 사용법
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct ABC{
int a;
int b;
};
int main(){
struct ABC t; // C++과 다르게, struct를 붙여줘야 한다.
// 이 방법은 C에서는 불가능
// t = {10, 20};
t.a = 10;
t.b = 20;
return 0;
}
Typedef를 활용해서 struct 사용
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// method 1 : struct 정의 후, typedef 이용
struct _ABC_{
int a;
int b;
};
typedef struct _ABC_ ABC;
// method 2 : 축약형으로 사용
typedef struct _DEF_{
int a;
int b;
} DEF;
int main(){
ABC a = {1, 2};
ABC b = {1, 3};
ABC c = {5, 4};
DEF d = {1, 2};
DEF e = {1, 3};
DEF f = {5, 4};
return 0;
}
stdint.h 내부 자료형 의미
Union
여러 개의 다른 데이터 타입을 한 번에 사용할 수 있는 구조체
#include <stdio.h>
union ABC{
int a;
int b;
};
int main(){
union ABC x;
x.a = 10;
printf("%d\\n",x.a); // 10
printf("%d\\n",x.b); // 10
x.b = 20;
printf("%d\\n",x.a); // 20
printf("%d\\n",x.b); // 20
return 0;
}union은 멤버끼리 값을 공유한다 → 같은 메모리를 사용한다.
사용하는 이유 - Byte 단위의 parsing을 편리하게 사용 가능
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
typedef union _ABC_{
uint32_t a;
uint8_t b[4];
} ACON;
int main(){
ACON data;
data.a = 0x1234ABCD;
return 0;
}
a : 305441741 → 0x1234ABCD;
b[0] : 205 → 0xCD
b[1] : 171 → 0xAB
b[2] : 52 → 0x34
b[3] : 18 → 0x12
즉, 리틀 엔디안이 적용된 메모리 값을 가져와서 볼 수 있음
중첩된 구조체 생성
// 1. Struct 내부 struct
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
struct Node{
int a;
// 구조체 내부 구조체 이름은 하단에 작성
struct{
int b1;
int b2;
}b;
int c;
};
int main(){
struct Node v = {0};
v.a = 20;
v.b.b1 = 50;
v.b.b2 = 30;
v.c = 10;
}
// 2. Struct 내부 union
#include <stdio.h>
typedef struct _NODE_{
// union name을 하단에 작성
union {
int b1;
int b2;
} b;
int c;
} Node;
int main(){
Node t = {{5}, 7};
return 0;
}
// 3. Union 내부 struct
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
union UNI{
struct{
uint8_t a;
uint8_t b;
}d1;
uint16_t c;
};
int main(){
union UNI t = {9, 10};
return 0;
}
// 1. {9, 10}이 첫 번째 멤버변수 d1에 할당
// 2. d1의 a에 9가, d1의 b에 10이 할당
// 3. 따라서 메모리에 0000 1001(0x09), 0000 1010(0x0A)이 저장
// 4. Union은 메모리를 공유하므로, c도 같은 메모리에 있음
// 5. 리틀 엔디안 방식이므로, C는 0x0A09가 할당됨
선택적 초기화 기능
C++에서는 지원하지 않는 문법
리눅스 Device Driver 개발 시 자주 사용되는 문법이다.
#include <stdio.h>
struct Person {
char name[20];
int age;
double height;
};
int main() {
// name과 height만 초기화
struct Person person1 = { .name = "John", .height = 175.0 };
return 0;
}#include <stdio.h>
typedef struct _NODE_{
union {
int b1;
int b2;
} b;
int c;
} Node;
int main(){
Node t = {
.b = {
.b1 = 5
},
.c = 7
};
return 0;
}
간단한 데이터 송/수신 코드
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
int main(){
// 보낼 데이터 (7바이트의 배열로 이루어진 데이터)
uint8_t target[7] = { 0xAB, 0x12, 0x13, 0xFA, 0xAA, 0xFF, 0xA0 };
// 공용체(union)를 사용하여 데이터를 다른 형태로 해석
union _Data_{
uint8_t receiveData[7]; // 7바이트의 원시 데이터 배열
struct{
uint8_t head; // 메시지 헤더 (1바이트)
uint8_t body[5]; // 메시지 본문 (5바이트)
uint8_t tail; // 메시지 꼬리 (1바이트)
}msg;
} dm;
// target 배열에서 공용체로 복사하여 각 필드에 데이터 할당
memcpy(&dm, target, 7);
// 메시지 헤더, 본문, 꼬리 출력
printf("Head = %02X\n", dm.msg.head);
printf("Body = ");
// 메시지 본문의 각 바이트를 출력
for (int i=0; i < 5; i++){
printf("%02X", dm.msg.body[i]);
}
printf("\n");
// %02x : 비어있는 공간을 0으로 채우고 총 2자리 수로 출력
printf("Tail = %02X\n", dm.msg.tail);
return 0;
}
| 구조체 (Struct) 에서.. | C | C++ |
| 선택적 초기화 가능 | O | X |
| 키워드 생략 가능 | X | O |
| 선언 이후 초기화 가능 | X | O |
Padding을 사용하는 이유
Hardware 구조 상, CPU는 메모리 값을 4 Byte 단위로 읽을 수 있다.
하지만, Byte&Bit Data Parsing 시에는 패딩을 제거해야 편하다.
컴파일러에게 패딩을 넣지 말라고 지시하는 명령어
• (임베디드용) ARM 의 DS 컴파일러 (ADS, Arm Developement Studio)
- 방법 1 : #pragma pack(1);
- 방법 2 : __attribute__(packed)
• (임베디드용) IAR 컴파일러
- 방법 1 : __packed struct { ... };
- 방법 2 : #pragma pack(1);
- 방법 3 : #pragma pack(push, 1) ~ #pragma pack(pop)
• MSVC 컴파일러 (Visual Studio)
- 방법 1 : #pragma pack(1)
- 방법 2 : #pragma pack(push, 1) ~ #pragma pack(pop)
• GCC
- 방법 1 : #pragma pack(1)
- 방법 2 : #pragma pack(push, 1) ~ #pragma pack(pop)
- 방법 3 : __attribute__(packed)
#include <stdio.h>
int main(){
#pragma pack(1) // padding 제거
struct Node1{
char a;
int t;
};
#pragma pack(4) // padding 원상 복구
struct Node2{
char a;
int t;
};
printf("%d\n", sizeof(struct Node1)); // 5
printf("%d\n", sizeof(struct Node2)); // 8
return 0;
}
비트필드(Bitfield)
특정 Bit만 사용하는 멤버 변수를 의미
struct Node {
uint8_t a : 3; // 3 bit 크기, 최대 0 ~ 7 저장
uint8_t b : 3; // 3 bit 크기, 최대 0 ~ 7 저장
uint8_t c : 2; // 2 bit 크기, 최대 0 ~ 3 저장
};
예제
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
int main(){
#pragma pack(1) // padding 제거
// case 1 : 1 Byte 사용
struct Node1 {
uint8_t a : 2;
uint8_t b : 5;
uint8_t c : 1;
};
struct Node1 kfc1 = {1, 3, 1};
printf("%d\n", sizeof(kfc1)); // 1
// case 2 : 2 Byte (2+5+2 bit) 사용
struct Node2 {
uint8_t a : 2;
uint8_t b : 5;
uint8_t c : 2;
};
struct Node2 kfc2 = {1, 3, 1};
printf("%d\n", sizeof(kfc2)); // 2
// case 3
// uint16_t : 2 byte 공간에서 3 bit 사용
// uint8_t : 1 byte 공간에서 (2 + 5) bit 사용
// -> 3 Byte 사용
struct Node3 {
uint16_t v : 3;
uint8_t a : 2;
uint8_t b : 5;
};
struct Node3 kfc3 = {1, 3, 1};
printf("%d\n", sizeof(kfc3)); // 3
return 0;
}
비트 지칭
[큰 bit 번호 : 작은 bit 번호] 로 지칭한다.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#pragma pack(1)
int main(){
uint8_t data = 0x73;
struct NODE{
uint8_t a:2;
uint8_t b:4;
uint8_t c:1;
uint8_t d:1;
}dm;
memcpy(&dm, &data, sizeof(data));
return 0;
}
데이터시트 (Datasheet)
부품 제조사에서 만든 세부 문서
정확히 표준화된 것이 아니라, 업체마다 다를 수 있다.
- Application Note : 데이터 시트보다 더 세부정보가 포함되어 있는 문서
- Specification : 기술에 대한 표준에 대한 상세 내용이 담겨있음
- Reference Manual : ST 의 실질적 Datasheet, 참고 메뉴얼
- Programming Manual : ST 의 Instruction Set 메뉴얼
웹 개발자는 API Document 를 보면서 개발하고
임베디드 개발자는 데이터시트를 보며 개발한다