如何将 Visual Studio 中的结构打包为包含 uint32_t 的 24 位？答案

【问题标题】：How to pack a struct in Visual Studio to 24 bits that contains an uint32_t?如何将 Visual Studio 中的结构打包为包含 uint32_t 的 24 位？
【发布时间】：2015-04-06 18:32:19
【问题描述】：

我正在尝试将现有应用程序从 32 位 ARM 微控制器移植到 Microsoft Windows 等桌面平台。 GCC 在 ARM 上使用，我能够使用 32 位 MinGW 编译器在 Windows 上成功编译应用程序，但是使用 Microsoft 的 Visual Studio 编译器没有成功，这就是我在这里寻求帮助的原因。

这是我的应用程序正在执行的操作：

我有一些由每个像素三个字节组成的帧缓冲区，所以我的内存看起来像 RGBRGBRGB 等等。我在 ARM 上使用 DMA 通道将像素推送到显示器，我的显示器直接了解这种内存布局。

我还想节省一些 CPU 周期，所以我想使用 ARM 的饱和 ADD __UQADD8 来绘制我的帧缓冲区，使用单个操作在所有三个通道上执行饱和添加。

为此，我需要以单个整数的形式提供所有三个通道，以用作__UQADD8 的参数。

这就是为什么我对我的帧缓冲区的一个像素使用联合的原因，它通过提供一个包含 R、G、B 作为 uint8_t 的结构并提供与 24 位宽整数标记数据相同的内存来提供对单独通道的访问：

union Rgb {
    struct {
        uint8_t r;
        uint8_t g;
        uint8_t b;
    } ch;
    unsigned int data : 24 __attribute__((__packed__));
}

将24位的宽度和packed属性添加到数据整数中，将整数的宽度限制为三个字节。然后我可以像这样使用像素中的数据：

Rgb Rgb::operator+(const Rgb & op) {
    __UQADD8(data, op.data);
    return Rgb(data);
}

请注意，__UQADD8 神奇地只写入我的整数的四个字节中的三个，并且不会改变我的帧缓冲区中下一个 RGB 的 R 通道。

以下测试程序证明我的 RGB 在使用 GCC 时都打包得很紧：

#include <iostream>
#include <stdint.h>

union Rgb {
struct {
                uint8_t r;
                uint8_t g;
                uint8_t b;
        } ch;
    unsigned int data : 24 __attribute__((packed));
} ;

int main()
{
    std::cout << "Sizeof(Rgb) = "  << sizeof(Rgb) << std::endl;
    return 0;
}

要使用 MSVC 编译示例，必须删除 __attribute__packed。程序运行，但输出 4。 MSVC 中还有许多其他属性可以使用，包括#pragma pack、未对齐指针__attribute__(aligned) 等，但我发现没有任何组合可以将我的结构压缩到三个字节的大小。

如何将我的应用程序移植到 Microsoft 的编译器，同时保持与 GCC 的功能和更好的兼容性？

额外问题：如何在使用 64 位编译器（GCC 或 MSVC）进行编译时保留功能？

【问题讨论】：

标签： c visual-studio struct unions bit-fields

【解决方案1】：

this SO question 和 this question 的答案提到位打包是“实现定义的”并导致 this official MSVC documentation page 说：

相邻的位域被打包成相同的 1、2 或 4 字节分配单元...

因此，您似乎无法在 MSVC 中获得准确的 3 字节位字段。我能想到的唯一选择是做类似的事情：

#pragma pack(push, 1)
union Rgb {
     struct {
          uint8_t r;
          uint8_t g;
          uint8_t b;
     } ch;
    unsigned char data[3];
};
#pragma pack(pop)

这将为您提供所需的 3 字节联合大小，但可能与使用 __UQADD8() 不兼容，至少直接使用。

【讨论】：