c - C 中的位运算和掩码

Question

所以我在尝试通过屏蔽隔离一定数量的位时遇到了麻烦。本质上，我想从单个字节(即 8 位)中屏蔽一定数量的位(我们称之为偏移量)。我需要帮助使用两种 mask :

第一个:假设偏移量= 4，我有一个二进制为1110 0001的字节。我想屏蔽大小偏移量的最后位，这样我就可以得到最后一个字节1110 0000(所以屏蔽最后 4 位)。

第二个:假设偏移量为 3，我有一个二进制为 1011 0010 的字节。我现在想屏蔽大小偏移量的前几位，以便最终字节为 0001 0010 .

我已经粘贴了到目前为止的代码。目前它不适用于我想要创建的第一个掩码，因为它掩码了前几位而不是最后一位。我不确定我是否正确创建了蒙版。

uint8_t mask = (1 << offset) - 1;
byte = (byte & mask);

Answer 1

掩盖低点offset位，您对 mask 的计算可以，但表达不行。应该是:

byte = (byte & ~mask);

或者简单地说:

byte &= ~mask;

根据 (1 << offset) - 1 的偏移量计算掩码，您应该注意 offset 必须小于 1 类型中的位数。 1是 int ，如果意味着offset < 32 ，因此您无法通过这种方式计算 32 位字段的掩码。

此外，甚至31提出了一个问题，因为 (1 << 31)超出类型 int 的范围。为了避免这种情况，您应该写 (1U << offset) - 1并且您必须首先测试是否 offset < 32 .

适用于 offset 的更好替代方案值来自1至32是这样的:

unsigned mask = ~0U >> (sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - offset);
bits &= ~mask;

或者使用相反的掩码更简单:

bits &= ~0U << offset;

以下是用于获取、清除和设置 unsigned int 中的位字段的宏。 :

#define GET_MASK(width)               (~0U >> (sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - (width)))
#define GET_FIELD(x, pos, width)      (((x) >> (pos)) & GET_MASK(x, width))
#define CLEAR_FIELD(x, pos, width)    (((x) &= ~(GET_MASK(x, width) << (pos)))
#define SET_FIELD(x, pos, width, val) ((x) = ((x) & ~(GET_MASK(x, width) << (pos))) | ((val) << (pos)))