位域BitField的解释

BitField 位域

1. BigEndian: 从逻辑最高bit开始分配
   SmallEndian: 从逻辑最低bit开始分配

   short tmp = 0xAAAA;
   对tmp变量来说,
   什么是逻辑最高bit: (0x1 << 15) 对应的就是逻辑最高bit
   什么是逻辑最低bit: (0x1) 对应的就是逻辑最低bit

2. 举例

   定义一个union
   union TestUnion {
      short A;
      struct {
         short x:7;
         short y:9;
      } B;
   }

   TestUnion u;
   u.B.x = 0b0000111 == 7;
   u.B.y = 0b000001001 == 9;
  
   对SmallEndian来说，就是从逻辑最低bit开始分配
   u.A == 0b000001001(y) 0b0000111(x)
       == 0b0000010010000111
       == 0x0487

   对BigEndian来说，就是从逻辑最高bit开始分配
   u.A == 0b0000111(x) 0b000001001(y)
       == 0b0000111000001001
       == 0x0E09

3. 网络传输中的BitField
   2.中可以看出，同样的TestUnion在 BigEndian SmallEndian 上的解释是不一样的.
   为了解决这个问题，需要在 BigEndian SmallEndian 上对TestUnion作不同的定义

   在 SmallEndian上
   union TestUnion {
      short A;
      struct {
         short x:7;
         short y:9;
      } B;
   }

   TestUnion u;
   u.B.x = 0b0000111 == 7
   u.B.y = 0b000001001 == 9
   u.A == 0x0487
   &(u.A)[0] == 0x87
   &(u.A)[1] == 0x04

   通过网络传输之前，先转换为网络字节序(也就是BigEndian)

   &(u.A)[0] == 0x04
   &(u.A)[1] == 0x87

   通过网络发送给BigEndian之后，BigEndian收到的是

   &(u.A)[0] == 0x04
   &(u.A)[1] == 0x87

   u.A == 0x0487
       == 0b0000 0100 1000 0111

   如果还是按照SmallEndian上的TestUnion定义来解释, BigEndian就会从逻辑最高bit开始分配BitField
   u.B.x == 0b0000010 == 2
   u.B.y == 0b010000111 == 135

   这就导致了TestUnion通过网络传输由SmallEndian到BigEndian之后，u.B.x 和 u.B.y的值不一致
  
   这时只要
   在 BigEndian上
   union TestUnion {
      short A;
      struct {
         short y:9;  <<-- 把所有位域的成员位置逆序
         short x:7;
      } B;
   }
   把所有位域的成员位置逆序 就可以了.

   于是, 按照以上的BigEndian上TestUnion定义来解释, BigEndian就会从逻辑最高bit开始分配BitField
   u.B.y == 0b000001001 == 9
   u.B.x == 0b0000111 == 7

   这样,SmallEndian 和 BigEndian上，u.B.x 和 u.B.y的值一致

4. 实际上几乎任何情况下都不需要关心物理的bit序列, 应该说我们关心的是编译器对BitField的分配方式