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c - 如何将 c 中的整数位字段连接成 uint64_t 整数？

问题描述

我在c中有一个这样的结构

struct RegisterStruct
{
    uint64_t b_0 : 64;
    uint64_t b_1 : 64;
    uint64_t c_0 : 64;
    uint64_t c_1 : 64;
    uint64_t c_2 : 64;
    uint64_t d_0 : 64;
    uint64_t d_1 : 64;
};

我想将这些字段连接成一个uint64_t整数。每个字段应占用给定数量的位，定义如下：

b_0: 4bits 
b_1: 4bits
c_0: 8bits
c_1: 8bits
c_2: 8bits
d_1: 16bits
d_2: 16bits

结果应该是一个uint64_t整数，其中包含连接的位字段（从b_0到d_2），每个位字段占用给定的位数。

这是我尝试过的，但我认为这个解决方案不正确：

struct RegisterStruct Register;

   Register.b_0 = 8;
   Register.b_1 = 8;
   Register.c_0 = 128;
   Register.c_1 = 128;
   Register.c_2 = 128;
   Register.d_0 = 32768;
   Register.d_1 = 32768;

   uint64_t reg_frame =Register.b_0<<60|Register.b_1<<56|Register.c_0<<48|Register.c_1<<40|Register.c_2<<32|Register.d_0<<16|Register.d_1;

标签： cbit-manipulationbitbit-shift

解决方案

您可以将包含位字段的结构与完整的 64 位无符号整数放在一个联合中，如下所示：

union RegisterUnion
    struct
    {
        uint64_t b_0 : 4;
        uint64_t b_1 : 4;
        uint64_t c_0 : 8;
        uint64_t c_1 : 8;
        uint64_t c_2 : 8;
        uint64_t d_0 : 16;
        uint64_t d_1 : 16;
    };
    uint64_t val;
};

上面的主要问题是它不便携。C 标准将位字段打包到其底层存储单元类型（uint64_t在这种情况下）中的顺序保留为实现定义的决定。这与多字节整数中的字节排序完全分开，即小端字节序与大端字节序。

此外，uint64_t可能不支持用作位字段的基本类型。只需要一个实现来支持类型的位字段成员_Bool，signed int和unsigned int（或其合格版本）。根据C11 草案 6.7.2.1 第 5 段：

  1. 位域的类型应为 、 、 或其他一些实现定义的类型的合格或非_Bool合格signed int版本unsigned int。是否允许原子类型是实现定义的。

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