1.什么是字节序?
字节序是处理器架构特性,用于指示像整数这样的大数据类型内部的字节如何排序。
简单来说,就是指超过一个字节的数据类型在内存中的存储的顺序。
那么很明显,像char这样的类型,肯定不存在字节序的问题了。
不同类型的处理器采用的字节序可能不同。
2.字节序分类
大端字节序(big-endian):高位字节数据存放在低地址处,低位数据存放在高地址处;
小端字节序(little-endian):高位字节数据存放在高地址处,低位数据存放在低地址处。
以0x01234567为例,最高位为0x01,最低位为0x67,它的大端字节序和小端字节序的写法如下:
3.主机字节序和网络字节序
前面说的字节序其实是指主机字节序,即主机字节序既包括小端字节序,又包括大端字节序。它与具体的CPU类型、操作系统类型等有关,就像前面的表格列出的。
网络字节序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式,它与具体的CPU类型、操作系统等无关,从而保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。
网络字节序采用大端字节序。
4.主机字节序与网络字节序的转换
为了进行转换,BSD socket提供了转换的函数,有下面四个:
(BSD Socket 是UNIX系统中通用的网络接口,它不仅支持各种不同的网络类型,而且也是一种内部进程之间的通信机制)
头文件:#include <arpa/inet.h>
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //将一个无符号长整型数从主机字节序转换成网络字节序
uint16_t htons(uint16_t hostshort); //将一个无符号短整型数从主机字节序转换成网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); //将一个无符号长整型数从网络字节序转换成主机字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); //将一个无符号短整型数从网络字节序转换成主机字节序
5.模拟htonl、ntohl、htons、ntohs函数实现
定义数据类型:
typedef unsigned short int uint16;
typedef unsigned long int uint32;
短整型大小端互换:
#define BigLittleSwap16(A) ((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | (((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))
长整型大小端互换:
#define BigLittleSwap32(A) ((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | /
(((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | /
(((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | /
(((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))
本机大端返回1,小端返回0:
int checkCPUendian()
{
union{
unsigned long int i;
unsigned char s[4];
}c;
c.i = 0x12345678;
return (0x12 == c.s[0]);
}
模拟htonl函数,将无符号长整型从本机字节序转换成网络字节序:
unsigned long int HtoNl(unsigned long int h)
{
// 若本机为大端,与网络字节序同,直接返回
// 若本机为小端,转换成大端再返回
return checkCPUendian() ? h : BigLittleSwap32(h);
}
模拟htons函数,将无符号短整型从本机字节序转换成网络字节序:
unsigned short int HtoNs(unsigned short int h)
{
// 若本机为大端,与网络字节序同,直接返回
// 若本机为小端,转换成大端再返回
return checkCPUendian() ? h : BigLittleSwap16(h);
}
模拟ntohl函数,将无符号长整型从网络字节序转换成本机字节序:
unsigned long int NtoHl(unsigned long int n)
{
// 若本机为大端,与网络字节序同,直接返回
// 若本机为小端,网络数据转换成小端再返回
return checkCPUendian() ? n : BigLittleSwap32(n);
}
模拟ntohs函数,将无符号短整型从网络字节序转换成本机字节序:
unsigned short int NtoHs(unsigned short int n)
{
// 若本机为大端,与网络字节序同,直接返回
// 若本机为小端,网络数据转换成小端再返回
return checkCPUendian() ? n : BigLittleSwap16(n);
}