位字段结构分配意外行为

Question

我不知道为什么,但位字段分配没有按预期工作.可能只是一个愚蠢的事情,但我无法找到问题所在.

任何帮助都非常受欢迎.

typedef struct  a {
    unsigned char a1 :1;
    unsigned char a2 :3;
    unsigned char a3 :2;
    unsigned char a4 :2;
} __attribute__((packed)) mystruct;

int main() {
    mystruct d;
    d.a1 = 0;
    d.a2 = 2;
    d.a3 = 1;
    d.a4 = 2;

    unsigned char *val = (unsigned char*) &d;

    printf("%02X \n", *val);
    printf("%02X \n", sizeof(hola));

    exit(0);
}

返回输出:

94
01

预期产量:

26
01

Answer 1

关于位字段的几乎所有内容都是实现定义的.特别是单位中的位顺序.

(C99,6.7.2.1p10)"单位内的位域分配顺序(从高位到低位或低位到高位)是实现定义的."

在您的实现中,这些位首先存储在单元lsb(最低有效位)中,而不是像您期望的那样存储在msb(最高有效位)中.

你有的是:

[a1.0] [a2.0] [a2.1] [a2.2] [a2.0] [a3.1] [a4.0] [a4.1] 
   0      0      1      0      1      0      0      1
 bit 0                     -                      bit 7

 lsb                       -                      msb

这是0x94如果你考虑的最左比特是最显著位.

Answer 2

ASCII艺术:

  MSB                                LSB
+----+----+----+----+----+----+----+----+
|a4.1|a4.0|a3.1|a3.0|a2.2|a2.1|a2.0| a1 |
+----+----+----+----+----+----+----+----+
| 1  | 0  | 0  | 1  | 0  | 1  | 0  | 0  |
+----+----+----+----+----+----+----+----+
|        0x9        |        0x4        |
+----+----+----+----+----+----+----+----+

如上所述,行为是实现定义的; 这是组织数据的两种合法方式之一,似乎是您机器上选择的格式.替代行为是.

  MSB                                LSB
+----+----+----+----+----+----+----+----+
| a1 |a2.2|a2.1|a2.0|a3.1|a3.0|a4.1|a4.0|
+----+----+----+----+----+----+----+----+
| 0  | 0  | 1  | 0  | 0  | 1  | 1  | 0  |
+----+----+----+----+----+----+----+----+
|        0x2        |        0x6        |
+----+----+----+----+----+----+----+----+

这显然是你期望的行为.

由于它是实现定义的,因此您可以查看手册并查找编译器的功能,因为编译器必须记录其行为.

如果您需要担心可移植性,则需要考虑如何组织结构定义,以便按照您在所使用的每个平台上工作的方式工作.