關於 htonl 和 ntohl 的實現

因為需要直接處理一個網絡字節序的 32 位 int，所以，考慮用自己寫的還是系統函數效率更高。然后又了下面的了解。

首先是系統函數 htonl ，我在 kernel 源碼 netinet/in.h 找到如下定義：

# 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，如果系統是 BIG_ENDIAN 那么網絡字節序和運算字節序是一致的，如果是 LITTLE_ENDIAN 那么需要進行 __bswap_32() 操作。__bswap_32() 在 gcc 中實現，位於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) >> 24) | (((x) & 0x00ff0000u) >>  8) |         \
      (((x) & 0x0000ff00u) <<  8) | (((x) & 0x000000ffu) << 24))

如果 CPU 直接支持 bswap32 操作，那這里該用匯編來寫? 以提高效率。

網絡上是一個個字節傳的，而 int 是 32 位，所以，我又定義了這個 union：

union
{
    unsigned int ber32;
    char mem[4];
} currentData;

這樣，就直接把各個 byte 給直接取出來了。

所以，按這個思路，完整的過程就是：

#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[0];
        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[1];
        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[2];
        sendBuf[bufPos++] = currentData.mem[3];

從網絡字節序取出數值時候，賦值和 bswap 過程反一下就好。

 

從網絡字節序直接恢復出數值的另一個思路是，既然網絡字節序是確定的，那么可以用移位累加的方法直接求出這個 int，如下：

sampleValue = 0;

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

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

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

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

 

雖然后面一個比 bswap 多幾個 cpu 時間，但是，明顯可讀性要高一些。