结构中的位是否得到保证

Question

我有一个与结构位字段相关的问题，请参阅下文，因为我对应该使用哪些关键字来最好地描述我的问题有点不知所措：

上下文：我正在为 MIPS R3000A 汇编指令编写反汇编程序，该指令在 2000 年初用于 Playstation 程序。

问题：我想知道是否在此代码中：

struct Instruction {
    u32 other:26;
    u32 op:6;
};

//main:
Instruction instruction = *(Instruction*)(data + pc);
printf("%02x\n", instruction.op);

保证所有使用小字节序的编译器总是使用 op:6 位域来存储前 6 个 MSB 吗？ （这有点反直觉，你会假设最后 6 位存储在 op 位字段中）

它是以下代码的替代方案：

static uint32_t get_op_code(uint32_t data) {
    uint16_t mask = (1 << 6) - 1;
    return (data >> 26) & mask;
}

//main:
uint32_t instruction = *(uint32_t*)(data + pc);
uint32_t op = get_op_code(instruction);
printf("%02x\n", op);

在我这边工作得很好，使用结构方法似乎稍微快一点，更不用说更直观和清晰，但恐怕不能保证前 6 位存储在结构的第二个位域“op”。

Answer 1

C 标准不保证位域的排列方式。它确实需要每个实现来定义它，所以它应该在编译器的文档中。根据 C 2018 6.7.2.1 11：

实现可以分配任何大到足以容纳位字段的可寻址存储单元。如果有足够的空间，结构中紧跟在另一个位域之后的位域将被打包到同一单元的相邻位中。如果剩余空间不足，则将不适合的位域放入下一个单元还是与相邻单元重叠是实现定义的。单元内位域的分配顺序（高位到低位或低位到高位）是实现定义的。未指定可寻址存储单元的对齐方式。