c - 大端和小端的混合位域和结构域的对齐

Question

根据我以前的经验，我了解以下内容:

// if i have structure in big-endian system, look like this:
typedef struct
{
    unsigned long
        a: t1,
        b: t2,
        c: t3,
        d: t4,
        //...
        z: tn;
} TType;

// i can adapt this for little-endian so:
typedef struct
{
    unsigned long
        z:tn,
        //...
        d: t4,
        c: t3,
        b: t2,
        a: t1;
} TType;

// and i get identical mapping to memory

或以下内容:

// if i have next structure:

typedef struct
{
    unsigned long
        a : 2,
        b : 5,
        c : 6,
        d : 3;
} TType2;

// ...

TType2 test;

test.a = 0x2;
test.b = 0x0E;
test.c = 0x3A;
test.d = 0x6;

printf("*(unsigned short *)&test = 0x%04X\n", *(unsigned short *)&test);

// in little-endian system i get: 0xDD3A , or mapping to memory :
//   c'-|-----b-----|-a-|   |--d--|------c----
//     0 0 1 1 _ 1 0 1 0 _|_ 1 1 0 1 _ 1 1 0 1 _

// in big-endian system i get: 0xD69D , or mapping to memory :
//     -----c-----|--d--|   |-a-|------b----|-c'
//     1 1 0 1 _ 0 1 1 0 _|_ 1 0 0 1 _ 1 1 0 1 _

如果我说得不对，请纠正我。

我的嵌入式系统是 32 位小端。该设备具有大端硬件，通过 SPI 连接。程序，我必须适应我的系统，稍后通过并行总线在 32 位大端系统中使用该硬件。

我开始调整该库，该库旨在构建和分析以太网成帧器和其他东西。

我遇到了以下代码(这让我崩溃):

#pragma pack(1)

//...
typedef unsigned short word;
//...

#ifdef _MOTOROLA_CPU
typedef struct
{

    word        ip_ver      : 4;
    word        ihl         : 4;
    word        ip_tos      : 8;

    word        tot_len;
    word        identification;

    word        flags       : 3;
    word        fragment_ofs: 13;
    word        time_to_live: 8;
    word        protocol    : 8;

    word        check_sum;

    IP_ADDRESS_T    src;
    IP_ADDRESS_T    dest;

} IP_MSG_HEADER_T, *IP_MSG_HEADER_P;

#else // Intel CPU.
typedef struct
{

    word        ip_tos      : 8;
    word        ihl         : 4;
    word        ip_ver      : 4;

    word        tot_len;
    word        identification;

    word        fragment_ofs: 13;
    word        flags       : 3;
    word        protocol    : 8;
    word        time_to_live: 8;

    word        check_sum;

    IP_ADDRESS_T    src;
    IP_ADDRESS_T    dest;

} IP_MSG_HEADER_T, *IP_MSG_HEADER_P;
#endif

但是我遇到了以下情况:

typedef struct
{

    word    formid          : 5;
    word    padding_formid  : 3;
    word    TS_in_bundle    : 5;
    word    padding_ts      : 3;
    word    cell_per_frame  : 8;
    word    padding         : 8;

} SERVICE_SPEC_OLD_FIELD_T, *SERVICE_SPEC_OLD_FIELD_P
#else // Intel CPU.
typedef struct
{

    word    padding         : 8;
    word    cell_per_frame  : 8;
    word    padding_ts      : 3;
    word    TS_in_bundle    : 5;
    word    padding_formid  : 3;
    word    formid          : 5;

} SERVICE_SPEC_OLD_FIELD_T, *SERVICE_SPEC_OLD_FIELD_P;
#endif /*_MOTOROLA_CPU*/

这个库中到处都有类似的模糊性。我在这里看不到逻辑。是我真的很蠢，还是这段代码——胡说八道？

另外:我的以下说法是否正确:

// Two structures
typedef struct
{
    unsigned long
        a : 1,
        b : 3,
        c : 12;
    unsigned short word;
} Type1;
// and
typedef struct
{
    unsigned long
        a : 1,
        b : 3,
        c : 12,
        word : 16;
} Type2;
// will be identical in memory for little-endian and different for big-endian?

提前致谢!

Answer 1

在这种特殊情况下，结构在 16 位边界上按大端和小端对齐。如果将每个集合分为 16 位片段，您可以看到这是为了实现字节序兼容性而交换的内容的大小。