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c - C - 按位连接导致信息丢失

问题描述

我有五个短类型变量，我想将它们连接成 32 位 unsigned int 类型。我需要连接五个短变量。这些变量的名称称为 opcode（5 位）、reg1（4 位）、reg2（4 位）、reg3（4 位）、extension（3 位）和 addr_constant（12 位）。现在我的代码不适用于我不知道为什么的一种情况。我在下面列出了我的代码。

这段代码的目的是将某些值转换为 32 位机器指令，这意味着即使我得到了等价的值，我仍然需要一个 32 位指令。

...
unsigned int *const word;
unsigned short opcode = 1;
unsigned short reg1 = 3; 
unsigned short reg2 = 4;
unsigned short reg3 = 5;
unsigned short extension = 0;
unsigned int addr_constant = 0;

unsigned int machine_word = 0;
machine_word = machine_word | (opcode << 27);
machine_word = machine_word | (reg1 << 23);
machine_word = machine_word | (reg2 << 19);
machine_word = machine_word | (reg3 << 15);

machine_word = machine_word | (extension << 12);
machine_word = machine_word | addr_constant;

*word = machine_word
return 0;
...

二进制形式的输出应该是：

0000 1001 1010 0010 1000 0000 0000 0000.

但现在是：

1001 1010 0010 1000 0000 0000 0000.

如您所见，它错过了前 4 个零。

在下面的测试中，“word”是：unsigned int *const word。在上面代码的最后，我写了“*word = machine_word”。在测试中，它比较：“word == 0x09a28000” 我没有通过以下测试。

assert(word == 0x09a28000);

标签： cbit-manipulationbitwise-operatorsbit-shiftbitwise-or

解决方案

只需使用位域——它们就是为此而设计的。

struct all_the_things {
  unsigned opcode : 5;
  unsigned reg1 : 4;
  unsigned reg2 : 4;
  unsigned reg3 : 4;
  unsigned extension : 3;
  unsigned addr_constant : 12;
};

一旦你填充了这样一个结构，你可以将它转换为一个 32 位整数，如下所示：

uint32_t num;
memcpy(&num, &things, 4);

（不用担心，优化编译器不会真正调用函数来复制 4 个字节。）

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