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zorleone
Asked: 2024-01-29 22:59:23 +0800 CST

C23 字节顺序宏可用于确定位字段的布局吗？

  • 772

我一直在阅读有关 C 标准的新增内容，并且遇到过用于确定编译时字节序的宏。

然而该标准仍然规定

单元内位字段的分配顺序（高位到低位或低位到高位）是 实现定义的。

这是否意味着位字段的布局可以是任意的，无论 的值如何__STDC_ENDIAN_NATIVE__？

c

4 个回答

  1. C23 字节顺序宏可用于确定位字段的布局吗？

    不

    这是否意味着位字段的布局可以是任意的，无论 的值如何__STDC_ENDIAN_NATIVE__？

    是的。

    字节字节序（字内字节的顺序）和位字节序（字节内位的顺序）是分开的。

    • 3

  2. Endianess 仅适用于较长类型中的字节顺序。

    位域中的位顺序与字节序没有任何共同点。

    • 2
  3. Best Answer

    位顺序首先并不取决于字节顺序。相反，如果结构中的第一位被视为 MSB 或 LSB。例如，某些特定于实现的位字段可能只有 1 字节大。

    根据常识，我认为第一位应该是 MSB，因为除了 IBM 之外，每个人都是这样枚举位的，从最高到最低（7 到 0）。但显然大多数实现都将其作为 LSB。你可以尝试这个例子：

    #include <stdio.h>

typedef struct
{
  unsigned bit:1;
} bit_t;

int main (void)
{
  bit_t bit = { .bit=1 };
  unsigned char* byte = (unsigned char*)&bit;

  if(*byte & 0x01)
  {
    puts("bit = LSB");
  }
  else if(*byte & 0x80)
  {
    puts("bit = MSB");
  }
  else
  {
    puts("Completely broken compiler.")
  }
}

    我在编译器资源管理器上尝试了各种目标：

    位 = 最低有效位：

    • x86_64（gcc/clang/icc/msvc）
    • ARM32（海湾合作委员会）
    • ARM64（海湾合作委员会）
    • Power64le（叮当声）
    • AVR（海湾合作委员会）

    位=最高有效位：

    • MIPS64（gcc/clang）
    • 电源（海湾合作委员会）
    • 0

  4. 可寻址存储单元内位域成员的字节顺序和放置顺序均由实现定义，但相互独立。

    注 1：在下面的 ASCII 艺术图中，可寻址存储单元内的位数、位字段成员（或填充）或字节已垂直写入。例如：

    2
3

    指示位 23 的位置。

    注2：在小端图中，位数从左到右递增。在大端图中，位数从右向左递增。

    考虑以下类型，在单个 32 位宽、4 字节可寻址存储单元中具有两个大小为 20 位和 12 位的位字段：

    struct {
    unsigned foo:20;
    unsigned bar:12;
};

    有四种字节序/存储可能性：

    1. Little-endian，从可寻址存储单元的位 0 向上打包：

      | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
+---------------------------------------------------------------+
|              Addressable Storage Unit (32 bits)               |
|0             0 0             1 1     1 2     2 2             3|
|0             7 8             5 6     9 0     3 4             1|
+---------------+---------------+---------------+---------------+
|     Byte 0    |     Byte 1    |     Byte 2    |     Byte 3    |
|0             7|0             7|0     3 4     7|0             7|
+---------------+---------------+-------+-------+---------------+
|             foo (20 bits)             |     bar (12 bits)     |
|0             0 0             1 1     1|0     0 0             1|
|0             7 8             5 6     9|0     3 4             1|
+---------------------------------------+-----------------------+
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    2. Little-endian，从可寻址存储单元的第 31 位向下打包：

      | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
+---------------------------------------------------------------+
|              Addressable Storage Unit (32 bits)               |
|0             0 0     1 1     1 1             2 2             3|
|0             7 8     1 2     5 6             3 4             1|
+---------------+---------------+---------------+---------------+
|     Byte 0    |     Byte 1    |     Byte 2    |     Byte 3    |
|0             7|0     3 4     7|0             7|0             7|
+---------------+-------+-------+---------------+---------------+
|     bar (12 bits)     |             foo (20 bits)             |
|0             0 0     1|0     0 0             1 1             1|
|0             7 8     1|0     3 4             1 2             9|
+-----------------------+---------------------------------------+
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    3. 大尾数法，从可寻址存储单元的位 0 向上打包：

      | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
+---------------------------------------------------------------+
|              Addressable Storage Unit (32 bits)               |
|3             2 2     2 1     1 1             0 0             0|
|1             4 3     0 9     6 5             8 7             0|
+---------------+---------------+---------------+---------------+
|     Byte 0    |     Byte 1    |     Byte 2    |     Byte 3    |
|7             0|7     4 3     0|7             0|7             0|
+---------------+-------+-------+---------------+---------------+
|     bar (12 bits)     |             foo (20 bits)             |
|1             0 0     0|1     1 1             0 0             0|
|1             4 3     0|9     6 5             8 7             0|
+-----------------------+---------------------------------------+
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

    4. 大尾数法，从可寻址存储单元的第 31 位向下打包：

      | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
+---------------------------------------------------------------+
|              Addressable Storage Unit (32 bits)               |
|3             2 2             1 1     1 1     0 0             0|
|1             4 3             6 5     2 1     8 7             0|
+---------------+---------------+---------------+---------------+
|     Byte 0    |     Byte 1    |     Byte 2    |     Byte 3    |
|7             0|7             0|7     4 3     0|7             0|
+---------------+---------------+-------+-----------------------+
|             foo (20 bits)             |     bar (12 bits)     |
|1             1 1             0 0     0|1     0 0             0|
|9             2 1             4 3     0|1     8 7             0|
+---------------------------------------+-----------------------+
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
    • 0

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