Java・KotlinでのByte 0xffの送り方

Question

現在、KotlinでスマートフォンをホストにしたUSB端末と接続して利用するアプリを開発しています。
その中でandroid.hardware.usb以下のライブラリを利用してバイト列をUSB端末に送受信する処理があるのですが、Kotlinではbyte型が-128~128の範囲で定義されていて255の0xffなどをbyteArrayの中に書いてもエラーが起きてbyteとして認識されません。
また、デバッグがPCと接続していないとできないため,実機とUSB端末とを接続している時に起きているエラーが見れないことにも困っています。
何か解決策・回答に不十分な点がありましたらお願いします。

以下コードです。(通信系の処理なので非同期で書いているつもりです)
epOut,epInはusbEndpoint型
mUsbDeviceはusbDevice型
connectionはUsbDeviceConnection型です。

fun communicateDevice() = GlobalScope.launch(Dispatchers.Main) {
    val usbInterface = mUsbDevice!!.getInterface(0)
    for (i in 0..usbInterface.endpointCount-1){
        val ep = usbInterface.getEndpoint(i)
        if(ep.type == UsbConstants.USB_ENDPOINT_XFER_INT){
            if(ep.direction == UsbConstants.USB_DIR_IN){
                epIn = ep
            }else if(ep.type == UsbConstants.USB_DIR_OUT){
                epOut = ep
            }
        }
    }
    connection.claimInterface(usbInterface,true)
    launch {
        async(Dispatchers.Default) {
	//0xffをそのまま書くとエラーが出るのでtoByte()変換するが-1が返される。
            doRequest(byteArrayOf(0x00, 0x00, 0xff.toByte(), 0x00, 0xff.toByte(), 0x00))
	  //実際はこの後送受信のコードがまだ続いています。
        }.await()
    }
}

@Throws(IOException::class)
private fun doRequest(buff: ByteArray) {
    println("request")
    val buffer = ByteBuffer.allocate(buff.size)
    val request = UsbRequest()
    buffer.put(buff)

    request.initialize(connection, epOut)
    request.queue(buffer, buff.size)

    var finishReq: UsbRequest?
    do {
        finishReq = connection.requestWait()
        if(finishReq == request){
            break
        }
        if (finishReq == null) throw IOException("Request failed.")
        sleep(100)
    }while(true)
}


@Throws(IOException::class)
private fun doResponse(): ByteArray {
    println("response")
    val buffer = ByteBuffer.allocate(epIn.getMaxPacketSize())
    buffer.clear()
    val request = UsbRequest()
    request.initialize(connection, epIn)
    request.queue(buffer, epIn.getMaxPacketSize())
    var finishReq: UsbRequest?
    do {
        finishReq = connection.requestWait()
        if(finishReq == request){
            break
        }
        if (finishReq == null) throw IOException("Request failed.")
        sleep(100)
    }while(true)
    if (buffer.remaining() == 0) buffer.flip()
    val buff = ByteArray(buffer.remaining())
    buffer.get(buff)
    return buff
}

Comments

[jimbe]

コードの中に
//0xffをそのまま書くとエラーが出るのでtoByte()変換するが-1が返される。
とありますが, 何から -1 が返されているのでしょうか.

[rashild]

0xff.toByte()がprintlnで-1が出力されたという意味でした

[jimbe]

1 バイトは 8 ビットであり, 表される値の範囲は 0b00000000～0b11111111 すなわち 0x00～0xff であるとはご理解されていると思います.
ではなぜ kotlin の byte 型は -128～127 を 1 バイトで表すことが出来るのかをお考えになったことはありますでしょうか.

[rashild]

ありません。

[jimbe]

では, byte 型の -1 がどのようなビットパターンになるのかをお調べになっては如何でしょうか.

Answer 1

//0xffをそのまま書くとエラーが出るのでtoByte()変換するが-1が返される。

と、コメントがありますので、その状態で正しく0xffの値として扱えています。
現状我々が使用するコンピューターが扱うデータは、ビットの並びであり、コンピューターと私たちプログラミングする人間は、それを一定のまとまりでルールに基づいて解釈しなければなりません。
今回はbyteなので、byte型で 0xff という1バイトのビットの並びを解釈すると、byte型の値としては -1 となるのです。そのため、デバッグプリントや何らかの方法で中身を見た時に、byteとして評価された結果となるので、目に見えるのは -1 になってしまいます。

なぜ-1が0xffなのかについては、2の補数、を調べてみてください。
一定のビットのまとまりでの数値表現方法の一つです。コンピューターのプログラミング言語の整数は大抵の場合それで表現されます。

一応Wikipediaのリンクを貼っときますね。
2の補数

また、toByte() しないとエラーになるのは、言語仕様上0xffはint型の値だからです。型が違えば代入できないのは当然ですよね。