c++ - 为什么枚举与 Windows 中的位字段不兼容？

Question

我正在研究适用于 Windows 和 Linux 的 EBDS 协议(protocol)接口(interface)。我试图将协议(protocol)所需的所有数据打包到结构中，然后将结构本身和所有其他内容写入串行端口，将其发送到设备。

协议(protocol)的第一部分是数据封装，封装的一部分是与此描述相匹配的控制字节:

Bit 0: Acknowledgement bit (switchs between 0 and 1 in each send).
Bit 1 to 3: Device Type.
Bit 4 to 6: Message Type.
Bit 7: Unused.

为了处理这个控制字节，我创建了两个枚举和一个结构:

enum E_DEVICE_TYPE
{
    E_BILL_ACCEPTOR_WITH_SINGLE_ESCROW = 0x0, // 000
    E_RESERVED_1 = 0x1, // 001
    E_RESERVED_2 = 0x2, // 010
    E_RESERVED_3 = 0x3, // 011
    E_RESERVED_4 = 0x4, // 100
    E_RESERVED_5 = 0x5, // 101
    E_RESERVED_6 = 0x6, // 110
    E_RESERVED_7 = 0x7,
};

enum E_MESSAGE_TYPE
{
    E_RESERVED = 0x0,
    E_STANDARD_OMNIBUS_COMMAND = 0x1,
    E_NOT_USED = 0x2,
    E_OMNIBUS_WITH_BOOKMARK_MODE = 0x3,
    E_CALIBRATE_REQUEST = 0x4,
    E_FIRMWARE_DOWNLOAD_REQUEST = 0x5,
    E_AUXILIARY_COMMAND_REQUEST = 0x6,
    E_EXTENDED_COMMANDS = 0x7,
};

#ifndef LINUX
#pragma pack(1)
#endif
struct sControlByte
{
    sControlByte(bool aAcknowledgeFlag, E_DEVICE_TYPE aDeviceType, E_MESSAGE_TYPE aMessageType);

    const bool mACK : 1;
    const E_DEVICE_TYPE mDevice : 3;
    const E_MESSAGE_TYPE mMessageType : 3;
    const bool mUnused : 1;
#ifdef LINUX
}__attribute__((packed));
#else
};
#endif

当我询问 sControlByte 结构的大小时，该值在 Windows 编译(Visual Studio 2010)上等于 6，但在 Linux(使用 gcc 4.2.3)上，该结构的大小如预期的那样为 1。

我试图在两个平台上摆脱与必需属性的对齐，但我不知道我错过了什么 ¿为什么大小会根据平台而变化？ ¿我正在使用正确的属性来控制对齐方式？

提前致谢。

Answer 1

C++ 标准没有指定位字段的确切布局方式。许多编译器将对每个位域组件使用常规整数，这意味着处理速度更快但结构更大，除非您指定不同的首选项，就像您在 Linux 中所做的那样。

参见 here对于 VS2010 使用的算法。

编辑:您的代码有问题。请记住，对于带符号的基本类型，符号位将占用位字段的一位。并且您的枚举(像大多数人一样)可能已签名(无论它们是实现定义的)，因此当您将 E_EXTENDED_COMMANDS 存储在 mMessageType 中并立即发现时，您可能会感到惊讶值不存在。

使用最新的编译器，您可以 force the enums to be unsigned并避免这个问题。