Maschere di bit in Java

In questo articolo parlerò delle maschere di bit e di come gestirle semplicemente in Java.

Introduzione

Una maschera di bit altro non è che un numero binario nel quale ad ogni posizione viene associato un particolare significato.

Supponiamo di voler ad esempio gestire una serie di modalità di accesso ad un file, tipicamente:

• lettura
• scrittura
• esecuzione

Usando una rappresentazione binaria potremmo quindi dire che:

1. esecuzione = 00000001 (in decimale = 1)
2. scrittura = 00000010 (in decimale = 2)
3. lettura = 00000100 (in decimale = 4)

Recuperare il valore di un bit all'interno della maschera

Supponiamo di avere il file con i suoi permessi e di voler capire se tale file è eseguibile.

Per fare questo dobbiamo considerare la maschera di bit che rappresenta l'esecuzione (00000001) e porla in AND logico con la maschera di permessi del file.

infatti l'operazione di AND garantisce di ritornare uno nel primo bit solo quando entrambi i bit sono a 1, cioè quando il file ha il permesso di esecuzione.

Allo stesso modo potremmo controllare se il file è scrivibile ed eseguibile, in questo caso la maschera di bit con la quale fare il confronto è 00000011.

Un semplice metodo Java che compie questa operazione è il seguente:

public static int getMaskStatus(long mask, long mode) {
return ((mask & mode) == mode) ? 1 : 0;
}

Impostare (a 0 o a 1) un bit nella maschera

Supponiamo adesso di voler impostare un attributo nel nostro file, ovvero cambiare un permesso.

Per prima cosa proviamo a fare in modo che il nostro file sia eseguibile, cioè impostiamo a 1 il bit di esecuzione.

L'operazione che ci permette di fare ciò è l'OR logico. Infatti tale operatore ci garantisce di impostare il valore 1 quando almeno uno dei due operatori sia uno.

Tale operazione funziona correttamente sia che il file abbia o meno il bit di esescuzione già impostato.

Dobbiamo fare un po' più attenzione se vogliamo togliere un permesso al file.

In questo caso l'operazione da compiere è:

mask & (~modeLong)

Di seguito illustro il codice Java che compie entrambe le operazioni. Il metodo riceve in input anche l'intero valueToSet che potrà valere 0 o 1. Analizzando questo valore, verrà attivata l'operazione corrispondente:

public static long setMaskStatus(long mask, int valueToSet, long mode) {

if (valueToSet == 1) {// set
mask = mask | mode;
} else {// unset
mask = mask & (~mode);
}

return mask;
}

Le maschere di bit sono molto usate, pensate ad esempio al filesystem di Unix, chmod usa della logica simile a questa per impostare i permessi ai file.