Proposta de C++: bytes têm exatamente 8 bits

Fundamentação

• A linguagem C fornece o número de bits em um byte como algo definido pela implementação por meio da macro CHAR_BIT, e o C++ herda isso diretamente
• O hardware moderno, em sua maioria, converge para a suposição de que um byte tem 8 bits
• Este documento propõe declarar oficialmente no C++ que um byte tem 8 bits
• Os principais compiladores já oferecem suporte a bytes de 8 bits
  • O GCC define o valor padrão como 8
  • O LLVM define __CHAR_BIT__ como 8
  • O MSVC define CHAR_BIT como 8
• O POSIX exige bytes de 8 bits desde 2001
• Softwares que não oferecem suporte a bytes de 8 bits não são compatíveis

Impacto em C

• Esta proposta explora se o C++ é relevante para arquiteturas que usam bytes que não têm 8 bits
• O comitê da linguagem C pode chegar a uma conclusão diferente, e o ideal é que os dois comitês estejam alinhados

Linguagem

• No modelo de memória de C++, a unidade básica de armazenamento é o byte, e um byte é composto por 8 bits
• A macro CHAR_BIT é informada no cabeçalho climits

Biblioteca

• O cabeçalho climits define todas as macros da mesma forma que o cabeçalho da biblioteca padrão C limits.h
• O cabeçalho cstdint fornece tipos inteiros com largura especificada e macros que definem os limites desses tipos inteiros
• Todos os tipos e macros deixam de ser opcionais apenas quando o byte tem 8 bits

Resumo do GN⁺

• Este documento é uma proposta para declarar oficialmente no C++ que um byte tem 8 bits
• As plataformas modernas de hardware e software, em sua maioria, usam bytes de 8 bits, então é razoável padronizar isso
• Arquiteturas com bytes que não têm 8 bits não são compatíveis com o C++ moderno, e a importância dessas arquiteturas está diminuindo
• Esta proposta reduz a complexidade do C++ e ajuda novos programadores a entenderem a linguagem com mais facilidade
• Um projeto semelhante com funcionalidade parecida é o padrão POSIX

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Houve menção a “Signed Integers are Two’s Complement” na série do JF “Can we acknowledge that every real computer works this way?”

  • Durante um estágio em 1986, houve experiência escrevendo código C em uma máquina BBN C/70 que usava bytes de 10 bits
  • Era uma máquina que existia por causa do pensamento do universo negativo

• A linguagem D trouxe um grande avanço nos seguintes pontos

  • byte tem 8 bits
  • short tem 16 bits
  • int tem 32 bits
  • long tem 64 bits
  • a aritmética é em complemento de dois
  • ponto flutuante IEEE
  • isso economizou o tempo desperdiçado tentando fazer essas abstrações e obtendo resultados errados
  • Unicode foi usado como conjunto de caracteres

• Algumas pessoas ainda lidam com DSP

• Pessoalmente, há diversão em documentar um console de fantasia de 12 bits que “oferece 50% mais bits por byte do que a concorrência”

• Houve uma pergunta sobre o que o C++ poderia descontinuar ou simplificar

  • ouvi dizer que a função rand() está quebrada e não pode ser corrigida, e soube que ela ainda não foi descontinuada

• Há sentimentos mistos quanto ao fato de não haver uso significativo para CHAR_BIT com um valor diferente de 8

  • pessoalmente, a tentativa de entender o que acontece dentro de um computador com um modelo simplificado acabará encontrando limites
  • a popularidade de projetos físicos de eletrônica está aumentando entre iniciantes

• Agradecimentos pelo interesse na proposta, e foi escrito um rascunho atualizado com base no feedback

• Gosto da ideia de um microcomputador retrô com bytes de 6 bits

  • microcomputadores normalmente lidam com um número pequeno de objetos e preferem arrays a ponteiros
  • o VGA usava 6 bits por cor, e pode haver um alfabeto legível em uma matriz de 6x4 bits
  • 12 MiB de memória e 6 bits endereçáveis independentemente seriam suficientes

• Concordo em impor int8_t == char == 8 bits, mas não tenho certeza sobre espalhar o equívoco de que byte tem 8 bits

  • byte já é um “apelido” de char desde o C++17