C에서 빅 엔디안을 리틀 엔디안으로 변환 [제공된 함수를 사용하지 않고] [닫기]

C에서 빅 엔디안을 리틀 엔디안으로 변환하는 함수를 작성해야합니다. 라이브러리 함수를 사용할 수 없습니다.

필요한 것이 간단한 바이트 스왑이라고 가정하고 다음과 같이 시도하십시오.

부호없는 16 비트 변환 :

swapped = (num>>8) | (num<<8);

부호없는 32 비트 변환 :

swapped = ((num>>24)&0xff) | // move byte 3 to byte 0
                    ((num<<8)&0xff0000) | // move byte 1 to byte 2
                    ((num>>8)&0xff00) | // move byte 2 to byte 1
                    ((num<<24)&0xff000000); // byte 0 to byte 3

이렇게하면 위치 1234에서 4321로 바이트 순서가 바뀝니다. 입력이 0xdeadbeef이면 32 비트 엔디안 스왑의 출력은 0xefbeadde.

위의 코드는 매직 넘버 대신 매크로 또는 적어도 상수로 정리해야하지만, 그대로 도움이되기를 바랍니다.

편집 : 다른 답변이 지적했듯이 플랫폼, OS 및 명령 세트 특정 대안이 위보다 훨씬 빠를 수 있습니다. Linux 커널에는 엔디안을 매우 잘 처리하는 매크로 (예 : cpu_to_be32)가 있습니다. 그러나 이러한 대안은 환경에 따라 다릅니다. 실제로 엔디안은 사용 가능한 접근 방식을 혼합하여 사용하는 것이 가장 좋습니다.

포함함으로써 :

#include <byteswap.h>

최적화 된 버전의 시스템 종속 바이트 스왑 기능을 얻을 수 있습니다. 그러면 다음 기능을 쉽게 사용할 수 있습니다.

__bswap_32 (uint32_t input)

또는

__bswap_16 (uint16_t input)

#include <stdint.h>


//! Byte swap unsigned short
uint16_t swap_uint16( uint16_t val ) 
{
    return (val << 8) | (val >> 8 );
}

//! Byte swap short
int16_t swap_int16( int16_t val ) 
{
    return (val << 8) | ((val >> 8) & 0xFF);
}

//! Byte swap unsigned int
uint32_t swap_uint32( uint32_t val )
{
    val = ((val << 8) & 0xFF00FF00 ) | ((val >> 8) & 0xFF00FF ); 
    return (val << 16) | (val >> 16);
}

//! Byte swap int
int32_t swap_int32( int32_t val )
{
    val = ((val << 8) & 0xFF00FF00) | ((val >> 8) & 0xFF00FF ); 
    return (val << 16) | ((val >> 16) & 0xFFFF);
}

업데이트 : 64 비트 바이트 스와핑 추가

int64_t swap_int64( int64_t val )
{
    val = ((val << 8) & 0xFF00FF00FF00FF00ULL ) | ((val >> 8) & 0x00FF00FF00FF00FFULL );
    val = ((val << 16) & 0xFFFF0000FFFF0000ULL ) | ((val >> 16) & 0x0000FFFF0000FFFFULL );
    return (val << 32) | ((val >> 32) & 0xFFFFFFFFULL);
}

uint64_t swap_uint64( uint64_t val )
{
    val = ((val << 8) & 0xFF00FF00FF00FF00ULL ) | ((val >> 8) & 0x00FF00FF00FF00FFULL );
    val = ((val << 16) & 0xFFFF0000FFFF0000ULL ) | ((val >> 16) & 0x0000FFFF0000FFFFULL );
    return (val << 32) | (val >> 32);
}

다음은 상당히 일반적인 버전입니다. 컴파일하지 않았으므로 오타가있을 수 있지만 아이디어를 얻어야합니다.

void SwapBytes(void *pv, size_t n)
{
    assert(n > 0);

    char *p = pv;
    size_t lo, hi;
    for(lo=0, hi=n-1; hi>lo; lo++, hi--)
    {
        char tmp=p[lo];
        p[lo] = p[hi];
        p[hi] = tmp;
    }
}
#define SWAP(x) SwapBytes(&x, sizeof(x));

주의 : 이것은속도 나 공간에 최적화되어 있지 않습니다 . 명확하고 (디버그하기 쉬움) 이식 가능하도록 설계되었습니다.

업데이트 2018-04-04 주석 작성자 @chux가 발견 한대로 n == 0의 잘못된 대소 문자를 트랩하기 위해 assert ()를 추가했습니다.

매크로가 필요한 경우 (예 : 임베디드 시스템) :

#define SWAP_UINT16(x) (((x) >> 8) | ((x) << 8))
#define SWAP_UINT32(x) (((x) >> 24) | (((x) & 0x00FF0000) >> 8) | (((x) & 0x0000FF00) << 8) | ((x) << 24))

편집 : 라이브러리 기능입니다. 그것들을 따르는 것은 그것을 수행하는 수동 방법입니다.

__byteswap_ushort, __byteswap_ulong 및 __byteswap_uint64를 알지 못하는 사람들의 수에 절대적으로 놀랐습니다 . 물론 그들은 Visual C ++에 특화되어 있지만 x86 / IA-64 아키텍처에서 맛있는 코드로 컴파일됩니다. :)

다음 은이 페이지에서 가져온bswap 지침 의 명시적인 사용법입니다 . 위의 내장 형식은 항상 이것보다 빠르다 는 점에 유의하십시오 . 라이브러리 루틴없이 답변을 제공하기 위해 추가했습니다.

uint32 cq_ntohl(uint32 a) {
    __asm{
        mov eax, a;
        bswap eax; 
    }
}

농담으로 :

#include <stdio.h>

int main (int argc, char *argv[])
{
    size_t sizeofInt = sizeof (int);
    int i;

    union
    {
        int x;
        char c[sizeof (int)];
    } original, swapped;

    original.x = 0x12345678;

    for (i = 0; i < sizeofInt; i++)
        swapped.c[sizeofInt - i - 1] = original.c[i];

    fprintf (stderr, "%x\n", swapped.x);

    return 0;
}

다음은 Intel 내장 함수를 사용하여 SSSE3 명령 pshufb를 사용하는 방법이며, 4 int초의 배수가 있다고 가정합니다 .

unsigned int *bswap(unsigned int *destination, unsigned int *source, int length) {
    int i;
    __m128i mask = _mm_set_epi8(12, 13, 14, 15, 8, 9, 10, 11, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3);
    for (i = 0; i < length; i += 4) {
        _mm_storeu_si128((__m128i *)&destination[i],
        _mm_shuffle_epi8(_mm_loadu_si128((__m128i *)&source[i]), mask));
    }
    return destination;
}

이 작업이 더 빠를까요?

 uint32_t swapped, result;

((byte*)&swapped)[0] = ((byte*)&result)[3];
((byte*)&swapped)[1] = ((byte*)&result)[2];
((byte*)&swapped)[2] = ((byte*)&result)[1];
((byte*)&swapped)[3] = ((byte*)&result)[0];

다음은 내가 사용해온 함수입니다. 모든 기본 데이터 유형에서 테스트되고 작동합니다.

//  SwapBytes.h
//
//  Function to perform in-place endian conversion of basic types
//
//  Usage:
//
//    double d;
//    SwapBytes(&d, sizeof(d));
//

inline void SwapBytes(void *source, int size)
{
    typedef unsigned char TwoBytes[2];
    typedef unsigned char FourBytes[4];
    typedef unsigned char EightBytes[8];

    unsigned char temp;

    if(size == 2)
    {
        TwoBytes *src = (TwoBytes *)source;
        temp = (*src)[0];
        (*src)[0] = (*src)[1];
        (*src)[1] = temp;

        return;
    }

    if(size == 4)
    {
        FourBytes *src = (FourBytes *)source;
        temp = (*src)[0];
        (*src)[0] = (*src)[3];
        (*src)[3] = temp;

        temp = (*src)[1];
        (*src)[1] = (*src)[2];
        (*src)[2] = temp;

        return;
    }

    if(size == 8)
    {
        EightBytes *src = (EightBytes *)source;
        temp = (*src)[0];
        (*src)[0] = (*src)[7];
        (*src)[7] = temp;

        temp = (*src)[1];
        (*src)[1] = (*src)[6];
        (*src)[6] = temp;

        temp = (*src)[2];
        (*src)[2] = (*src)[5];
        (*src)[5] = temp;

        temp = (*src)[3];
        (*src)[3] = (*src)[4];
        (*src)[4] = temp;

        return;
    }

}

편집 :이 기능은 정렬 된 16 비트 단어의 엔디안 만 교체합니다. UTF-16 / UCS-2 인코딩에 종종 필요한 함수입니다. 편집 끝.

메모리 블록의 엔디안을 변경하려면 저의 엄청나게 빠른 접근 방식을 사용할 수 있습니다. 메모리 어레이의 크기는 8의 배수 여야합니다.

#include <stddef.h>
#include <limits.h>
#include <stdint.h>

void ChangeMemEndianness(uint64_t *mem, size_t size) 
{
uint64_t m1 = 0xFF00FF00FF00FF00ULL, m2 = m1 >> CHAR_BIT;

size = (size + (sizeof (uint64_t) - 1)) / sizeof (uint64_t);
for(; size; size--, mem++)
  *mem = ((*mem & m1) >> CHAR_BIT) | ((*mem & m2) << CHAR_BIT);
}

이러한 종류의 함수는 유니 코드 UCS-2 / UTF-16 파일의 엔디안을 변경하는 데 유용합니다.

이 코드 조각은 32 비트 리틀 엔디안 수를 빅 엔디안 수로 변환 할 수 있습니다.

#include <stdio.h>
main(){    
    unsigned int i = 0xfafbfcfd;
    unsigned int j;    
    j= ((i&0xff000000)>>24)| ((i&0xff0000)>>8) | ((i&0xff00)<<8) | ((i&0xff)<<24);    
    printf("unsigned int j = %x\n ", j);    
}

x86 또는 x86_64 프로세서에서 실행중인 경우 big endian은 기본입니다. 그래서

16 비트 값

unsigned short wBigE = value;
unsigned short wLittleE = ((wBigE & 0xFF) << 8) | (wBigE >> 8);

32 비트 값

unsigned int   iBigE = value;
unsigned int   iLittleE = ((iBigE & 0xFF) << 24)
                        | ((iBigE & 0xFF00) << 8)
                        | ((iBigE >> 8) & 0xFF00)
                        | (iBigE >> 24);

컴파일러가 이것이 바이트 레벨 조작임을 인식하고 바이트 스와핑 코드를 생성하지 않는 한 이것은 가장 효율적인 솔루션이 아닙니다. 그러나 메모리 레이아웃 트릭에 의존하지 않으며 매우 쉽게 매크로로 변환 할 수 있습니다.