关于 htonl 和 ntohl 的实现

时间：2021-02-24 03:36:15

因为需要直接处理一个网络字节序的 32 位 int，所以，考虑用自己写的还是系统函数效率更高。然后又了下面的了解。

首先是系统函数 htonl ，我在 kernel 源码 netinet/in.h 找到如下定义：

# if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN

/* The host byte order is the same as network byte order,

   so these functions are all just identity.  */

# define ntohl(x)    (x)

# define ntohs(x)    (x)

# define htonl(x)    (x)

# define htons(x)    (x)

# else

#  if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN

#   define ntohl(x)    __bswap_32 (x)

#   define ntohs(x)    __bswap_16 (x)

#   define htonl(x)    __bswap_32 (x)

#   define htons(x)    __bswap_16 (x)

#  endif

# endif

#endif

可以看到，如果系统是 BIG_ENDIAN 那么网络字节序和运算字节序是一致的，如果是 LITTLE_ENDIAN 那么需要进行 __bswap_32() 操作。__bswap_32() 在 gcc 中实现，位于bits/byteswap.h(不要直接引用此文件；使用 byteswap.h 中的 bswap32 代替):

/* Swap bytes in 32 bit value.  */

#define __bswap_constant_32(x) \

     ((((x) & 0xff000000u) >> ) | (((x) & 0x00ff0000u) >>  ) |         \

      (((x) & 0x0000ff00u) <<  ) | (((x) & 0x000000ffu) << ))

如果 CPU 直接支持 bswap32 操作，那这里该用汇编来写? 以提高效率。

网络上是一个个字节传的，而 int 是 32 位，所以，我又定义了这个 union：

union

{

    unsigned int ber32;

    char mem[];

} currentData;

这样，就直接把各个 byte 给直接取出来了。

所以，按这个思路，完整的过程就是：

#if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN

        #warning "BIG_ENDIAN SYSTEM！"

        currentData.ber32 = sampleValue;

#elif BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN

        #warning "LITTLE_ENDIAN SYSTEM！"

        currentData.ber32 = bswap_32(sampleValue);

#else

        #error "No BYTE_ORDER is defined!"

#endif

        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[];

        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[];

        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[];

        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[];

从网络字节序取出数值时候，赋值和 bswap 过程反一下就好。

从网络字节序直接恢复出数值的另一个思路是，既然网络字节序是确定的，那么可以用移位累加的方法直接求出这个 int，如下：

sampleValue = ;

sampleValue += (buff[posOfSamples + 0] << (8 * 3)) );
sampleValue += (buff[posOfSamples + 1] << (8 * 2)) );
sampleValue += (buff[posOfSamples + 2] << (8 * 1)) );
sampleValue += (buff[posOfSamples + 3] << (8 * 0)) );

虽然后面一个比 bswap 多几个 cpu 时间，但是，明显可读性要高一些。

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