返回具有 uint16_t 值的偏移量

Question

我在尝试重新解释数据以从消息中提取信息时遇到了一些困难。我试图在这里重现问题。

我通过将它们从堆栈中弹出来接收一系列长整数（32 位）。我需要将它们组装成 4 个字（16 字节）的数据包。我在下面重新创建的结构类似于给定数据包的第一个单词。我遇到的困难是，为了确定哪个单词是起始数据包，以及我需要能够读取结构的 s5 成员中数据的八进制值的数据包类型。
简而言之，对于每条消息，我需要将第 16-31 位解释为 16 位整数，无论​​它是否跨越其他消息的位边界。

我原以为这会是一项容易得多的任务，但我似乎无法让它发挥作用。这是我尝试过的。我只是得到 Null 值。

struct S
{
    uint8_t s1  :8;
    short s2    :2;
    bool s3 :1;
    int s4  :5;
    uint16_t s5 :16;
};

int main() {
    S s;
    s.s1 = 3;
    s.s2 = 2;
    s.s3 = true;
    s.s4 = 1;
    s.s5 = 02050;
    long l;
    memcpy(&l, &s, sizeof(S));
    std::deque<long> d;
    d.push_back(l);
    cout << *((uint16_t*)(&d.front()+2)) <<endl;

Answer 1

如果您的流中已经有 long 值，为什么不直接使用位移？

假设数据是大端的，您可以只移开前 16 位，以获得您的八进制值：

// 69733891 is the big-endian integral value represented by
// your posted sample data, so the octal value should be 02050,
// or as an int 1064
long l = 69733891; 
uint16_t s5 = l >> 16; // shift off to get the high value (s5)

对于小端（正如您的帖子中所暗示的那样），您可以使用按位与：

uint16_t s5 = l & 0xFFFF;

为了快速比较为位移生成的程序集与指针别名，以下是 GCC 生成的内容（无优化）：

为移位生成的程序集（注意SAR 是执行右移位的单个指令）：

' uint16_t s5 = l >> 16;
mov    rax,QWORD PTR [rbp-0x18]
sar    rax,0x10
mov    WORD PTR [rbp-0x1a],ax

为指针别名生成的程序集：

' uint16_t s5 = *((uint16_t*)&d[0]);
lea    rax,[rbp-0x20]
mov    esi,0x0
mov    rdi,rax
call   4e <main+0x4e>
movzx  eax,WORD PTR [rax] ' this is the "4e" address called
mov    WORD PTR [rbp-0x12],ax

希望能有所帮助。

Answer 2

您在这里面临多个问题：

• 位域打包由实现定义
• 将您的 long 重新解释为 S* 或 S& 违反了严格的别名规则

如果您坚持使用 long 值，则要么必须使用有关编译器的假设，例如字节序、位打包顺序等，或者禁用字符串别名（我不推荐）。

解决方案

如果 l 是由 memcpy 从 struct S 的实例创建的，那么将值复制回 struct S 的不同实例应该会产生完全相同的位布局.

因此，我们可以将deque 中的前端对象复制到struct S 的实例中，并检查它是s5 成员：

long f = d.front();
S sf;
memcpy(&sf, &f, sizeof(sf));
std::cout << std::oct << sf.s5 << std::endl;