Проблема с соединением и упаковкой структуры

Question

Я пишу некоторое программное обеспечение, где каждый бит должен быть точным (это для процессора), поэтому __packed очень важен.

typedef union{
uint32_t raw;
struct{
    unsigned int present:1;
    unsigned int rw:1;
    unsigned int user:1;
    unsigned int dirty:1;
    unsigned int free:7;
    unsigned int frame:20;
} __packed;
}__packed page_union_t;

это моя структура и союз.Однако это не работает:

page_union_t p; //.....
//This:
p.frame=trg_page;
p.user=user;
p.rw=rw;
p.present=present;
//and this:
p.raw=trg_page<<12 | user<<2 | rw<<1 | present;

должен создать тот же uint32.Но они не создают одно и то же.

Есть ли что-то, чего я не вижу, что не так с моим профсоюзом?

Answer 1

Ваша структура содержит всего 31 бит

Answer 2

AFAIK, порядок, в котором хранятся биты в структуре, не определен стандартом C99 (и стандартом C89 тоже).Скорее всего, биты расположены в порядке, обратном тому, который вы ожидали.

Вы должны были показать полученный результат так же, как результат, которого вы ожидали, - это помогло бы нам с диагностикой.Используемый вами компилятор и платформа, на которой вы работаете, также могут иметь большое значение.

---

В macOS X 10.4.11 (PowerPC G4) этот код:

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

typedef union
{
        uint32_t raw;
        struct
        {
                unsigned int present:1;
                unsigned int rw:1;
                unsigned int user:1;
                unsigned int dirty:1;
                unsigned int free:7;
                unsigned int frame:20;
        };
} page_union_t;

int main(void)
{
        page_union_t p = { .raw = 0 }; //.....
        unsigned trg_page = 0xA5A5A;
        unsigned user = 1;
        unsigned rw = 1;
        unsigned present = 1;

        p.frame = trg_page;
        p.user = user;
        p.rw = rw;
        p.present = present;

        printf("p.raw = 0x%08X\n", p.raw);

        p.raw = trg_page<<12 | user<<2 | rw<<1 | present;
        printf("p.raw = 0x%08X\n", p.raw);

        p.raw <<= 1;
        printf("p.raw = 0x%08X\n", p.raw);
        return(0);
}

выдает показанные результаты:

p.raw = 0xE014B4B4
p.raw = 0xA5A5A007
p.raw = 0x4B4B400E

При обратном порядке расположения полей результат становится более близким к объяснению:

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

typedef union
{
        uint32_t raw;
        struct
        {
                unsigned int frame:20;
                unsigned int free:7;
                unsigned int dirty:1;
                unsigned int user:1;
                unsigned int rw:1;
                unsigned int present:1;
        };
} page_union_t;

int main(void)
{
        page_union_t p = { .raw = 0 }; //.....
        unsigned trg_page = 0xA5A5A;
        unsigned user = 1;
        unsigned rw = 1;
        unsigned present = 1;

        p.frame = trg_page;
        p.user = user;
        p.rw = rw;
        p.present = present;

        printf("p.raw = 0x%08X\n", p.raw);

        p.raw = trg_page<<12 | user<<2 | rw<<1 | present;
        printf("p.raw = 0x%08X\n", p.raw);

        p.raw <<= 1;
        printf("p.raw = 0x%08X\n", p.raw);
        return(0);
}

Это дает результат:

p.raw = 0xA5A5A00E
p.raw = 0xA5A5A007
p.raw = 0x4B4B400E

Первый результат содержит E в качестве последней шестнадцатеричной цифры, поскольку младший значащий бит не используется, поскольку в структуре битового поля определен только 31 бит..

Answer 3

Если точное расположение битов имеет значение, ваш самый безопасный выбор - явная упаковка и распаковка структуры в массив без знака char.Все остальное слишком зависит от реализации.

Answer 4

Для справки всем, кто может найти это, попробуйте использовать атрибут packed:

struct __attribute__((packed)){

}

Answer 5

Вы не упоминаете, что заранее очищаете фрагменты структуры, вы уверены, что в первом случае у вас не останутся фрагменты мусора?

// maybe try this
page_union_t p = {0};