支持 Linux 用户空间中的字节排序
https://stackoverflow.com/questions/874617
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22-08-2019 - |
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我正在 Linux 上用 C 语言编写一个程序来分析嵌入式系统生成的核心文件。核心文件可能是小端（ARM）或大端（MIPS），分析它们的程序可能在小端主机（x86）或大端（PowerPC）上运行。
通过查看标头，我知道核心是 LE 还是 BE。我宁愿我的程序 不是 需要知道它运行的主机是小端还是大端，我想使用 API 来帮我处理它。如果没有更好的选择，我想我会开始依赖#ifdef __BIG_ENDIAN__。
在 Linux 内核中，我们有 cpu_to_le32 等用于从本机字节顺序转换为小端顺序等。在用户空间中，有 htonl 等人，它们从本机转换为大端，但我找不到相当于本机到小端的转换。
谁能为用户空间推荐一个合适的 API？
编辑:需要明确的是，我正在寻找一个 API，它已经知道我的 CPU 是大端还是小端，并相应地交换再见。我不想为此在我的代码中添加#ifdefs。我不只是寻找代码片段来交换字节；谢谢你的这些，但这不是重点。
其他提示
#include <arpa/inet.h> 美观便携，但仅保证 {ntoh,hton}{s,l}. 。如果您需要对 64 位值进行转换，或者需要对大端字节序进行字节序翻转（其中 ntoh 和 hton 什么都不做），这还不够。
在 Linux（glibc）上， #include <endian.h> 提供以下内容，定义为适合当前机器。
htobe16 be16toh htole16 le16toh
htobe32 be32toh htole32 le32toh
htobe64 be64toh htole64 le64toh
在 *BSD 上， #include <sys/endian.h> 提供这些相同的宏。
如果您有权访问 neon 协处理器并且内存是连续的（例如视频帧），您可以通过这种方式使用 q 寄存器（128 字节）在帧上执行 swap16；当然，你必须注意对齐问题
void swap16(void *__restrict src16)
{
const void *start = src16;
const void *end = src16 + FRAME_SIZE;
asm volatile (
"1: pld [%0, #0x100]\n"
"vld2.8 {q0,q1}, [%0]\n"
"vmov q2,q0\n"
"vst2.8 {q1,q2}, [%0]!\n"
"cmp %1,%0\n"
"bne 1b\n"
: /* empty output operands */
: "r" (start), "r" (end)
: "cc", "memory"
);
}
如果您将文件视为字节数组，那么您可以控制选择字节的顺序，并且 CPU 的字节序实际上并不重要。
这对于处理对齐问题也非常有用。可以想象，您的核心转储中可能包含未对齐的引用。我知道这不太可能，但这也可能是由于腐败造成的。这是通过将文件视为字节数组来避免的另一个问题。
我在实现 jhead 时使用了这种方法。
您可以在 apa/inet.h 中使用标准网络 bytswapping 函数：
#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); // Host to network
uint16_t htons(uint16_t hostshort); // Host to network
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); // Network to host
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); // Network to host
网络字节顺序是大端字节序。所以，这些函数意味着：
hton*: Host endian to big endian
ntoh*: Big endian to host endian
希望这可以帮助。
查看 /usr/include/linux/byteorder/ 中内核提供的头文件，例如 __cpu_to_be32() 和 __be32_to_cpu()
另请查看 /usr/include/linux/types.h 文件，您可以在其中将类型定义为显式大/小端纯整数，这很有帮助，因为在编译时会检测到任何不匹配。
为什么需要 API 来做到这一点？只需编写自己的函数即可调用 htonl() （或者任何产生 BE 的东西）然后简单地反转字节。这听起来并不难。
就像是：
union {
struct {
unsigned char c0;
unsigned char c1;
unsigned char c2;
unsigned char c3;
} ch;
uint32_t ui;
} u;
unsigned char t;
u.ui = htonl (hostlong);
t = u.ch.c0; u.ch.c0 = u.ch.c3 ; u.ch.c3 = t;
t = u.ch.c1; u.ch.c1 = u.ch.c2 ; u.ch.c2 = t;
鉴于切换字节序 简单, ，我总是最终使用这样的自定义代码，对代码中使用的表示形式保持严格的规则，并在端点（输入和输出）处理字节顺序。
你可以自己写（这些是基于苹果的例程）：
static inline uint16_t Swap16(uint16_t x)
{
return ( (x << 8) | (x >> 8) );
}
static inline uint32_t Swap32(uint32_t x)
{
return ( (((x ^ (x >> 16 | (x << 16))) & 0xff00ffff) >> 8) ^ (x >> 8 | data << 24) );
}
然后你可以定义条件宏：
#ifdef __BIG_ENDIAN__
# define htols(x) Swap16(x)
# define htoll(x) Swap32(x)
#else
# define htols(x) (x)
# define htoll(x) (x)
#endif
如果您对英特尔汇编代码感到满意，您甚至可以这样做：
// Swap16 is unchanged
static inline uint32_t Swap32(uint32_t x)
{
__asm__ ("bswap %0" : "+r" (x));
return ( x );
}
#ifdef __i386__
static inline uint64_t Swap64(uint64_t x)
{
__asm__ ("bswap %%eax\n\t"
"bswap %%edx\n\t"
"xchgl %%eax, %%edx"
: "+A" (x));
return ( x );
}
#elif defined(__x86_64__)
static inline uint64_t Swap64( uint64_t x )
{
__asm__ ("bswap %0" : "+r" (x));
return ( x );
}
#endif
