网络字节序与主机字节序的转换函数
网络字节序与主机字节序
在Linux网络编程中,经常碰到网络字节序与主机字节序的相互转换。说到网络字节序与主机字节序需要清晰了解以下几个概念。
字节序,顾名思义,指字节在内存中存储的顺序。比如一个int32_t类型的数值占用4个字节,这4个字节在内存中的排列顺序就是字节序。字节序有两种:
(1)小端字节序(Little endinan),数值低位存储在内存的低地址,高位存储在内存的高地址;
(2)大端字节序(Big endian),数值高位存储在内存的低地址,低位存储在内存的高地址。
主机字节序,即CPU存储数据时采用的字节顺序,一般都是little endian.
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,从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian排序方式。
网络字节序与主机字节序的相互转换
常用系统调用
Linux socket网络编程中,经常会使用下面四个C标准库函数进行字节序间的转换。
#include <arpa/inet.h> uint32_t htonl(uint32_t hostlong); //把uint32_t类型从主机序转换到网络序 uint16_t htons(uint16_t hostshort); //把uint16_t类型从主机序转换到网络序 uint32_t ntohl(uint32_t netlong); //把uint32_t类型从网络序转换到主机序 uint16_t ntohs(uint16_t netshort); //把uint16_t类型从网络序转换到主机序
64位数值的转换
现在如果需要对64位类型数据进行主机字节序与网络字节序的转换,没有现成系统API可用,可以通过下面两种方法进行转换:
使用移位:
//主机序转网络序 unsigned long long htonll(unsigned long long val) { if(__BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN) { return (((unsigned long long )htonl((int)((val << 32) >> 32))) << 32) | (unsigned int)htonl((int)(val >> 32)); } else if (__BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN) { return val; } } //网络序转主机序 unsigned long long ntohll(unsigned long long val) { if (__BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN) { return (((unsigned long long )ntohl((int)((val << 32) >> 32))) << 32) | (unsigned int)ntohl((int)(val >> 32)); } else if (__BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN) { return val; } }
使用联合体union
根据联合体的特性:联合中所有成员引用的是内存中相同的位置,其长度为最长成员的长度。
typedef struct { unsigned int u32_h; unsigned int u32_l; }Int64_t; typedef union { unsigned long long u64; Int64_t st64; }Convert64_t; //主机序转网络序 unsigned long long htonll(unsigned long long val) { if (__BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN) { Convert64_t box_in, box_out; box_in.u64 = val; box_out.st64.u32_h = htonl(box_in.st64.u32_l); box_out.st64.u32_l = htonl(box_in.st64.u32_h); return box_out.u64; } else if (__BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN) { return val; } } //网络序转主机序 unsigned long long ntohll(unsigned long long val) { if (__BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN) { Convert64_t box_in, box_out; box_in.u64 = val; box_out.st64.u32_h = ntohl(box_in.st64.u32_l); box_out.st64.u32_l = ntohl(box_in.st64.u32_h); return box_out.u64; } else if(__BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN) { return val; } }