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深入淺出：linux ntohl函數(shù)使用方法詳解
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網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序和主機(jī)字節(jié)序的轉(zhuǎn)換是網(wǎng)絡(luò)編程中不可避免的問題。ntohl函數(shù)是Linux中處理字節(jié)序轉(zhuǎn)換的重要函數(shù)之一。本文將深入淺出地講解ntohl函數(shù)的使用方法。
一、關(guān)于字節(jié)序
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)類型是以數(shù)值形式存儲(chǔ)在內(nèi)存中的。然而，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，數(shù)據(jù)需要以二進(jìn)制流的形式進(jìn)行傳輸。由于不同的系統(tǒng)和處理器所使用的字節(jié)序（大端序或小端序）不同，為了確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中能夠被正確地讀取，需要進(jìn)行字節(jié)序的轉(zhuǎn)換。
網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序是一種特定的字節(jié)序，用于在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序采用大端字節(jié)序，在其中，高位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，低位字節(jié)存儲(chǔ)在高地址中。
主機(jī)字節(jié)序則根據(jù)處理器的不同，有可能采用大端字節(jié)序，也有可能采用小端字節(jié)序。在大端字節(jié)序中，高位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址，低位字節(jié)存儲(chǔ)在高地址；而在小端字節(jié)序中，則是恰恰相反。
例如，對(duì)于十六進(jìn)制數(shù)0x12345678，在不同的字節(jié)序中所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存存儲(chǔ)方式如下：
大端字節(jié)序：0x12 0x34 0x56 0x78
小端字節(jié)序：0x78 0x56 0x34 0x12
在網(wǎng)絡(luò)編程中，需要使用一些函數(shù)將主機(jī)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序，或者將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成主機(jī)字節(jié)序，這就是ntohl函數(shù)發(fā)揮作用的時(shí)候了。
二、ntohl函數(shù)的介紹
ntohl函數(shù)的作用就是將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序轉(zhuǎn)換成主機(jī)字節(jié)序。ntohl函數(shù)在頭文件中被定義，它的原型如下：
unsigned long int ntohl (unsigned long int x);
該函數(shù)將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的32位整數(shù)x轉(zhuǎn)換成一個(gè)主機(jī)字節(jié)序的32位整數(shù)。函數(shù)返回一個(gè)主機(jī)字節(jié)序的32位整數(shù)。
在ntohl函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中，將x強(qiáng)轉(zhuǎn)成了unsigned char*類型，并按照網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的順序?qū)?個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入一個(gè)32位整數(shù)中，然后將其返回。
在ntohl函數(shù)中，大端字節(jié)序和小端字節(jié)序的數(shù)據(jù)處理方法是完全一致的，因此ntohl函數(shù)的使用與系統(tǒng)的字節(jié)序無(wú)關(guān)。
三、ntohl函數(shù)的使用
下面的代碼片段演示了如何使用ntohl函數(shù)將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的IP地址轉(zhuǎn)換成字符串：
“`
#include
#include
#include
#include
int mn() {
uint32_t ip = 0x7f000001;
uint8_t *p = (uint8_t*) &ip;
struct in_addr ip_addr;
memcpy(&ip_addr, &ip, sizeof(ip_addr));
char ip_str[INET_ADDRSTRLEN];
memset(ip_str, ‘\0’, INET_ADDRSTRLEN);
inet_ntop(AF_INET, &ip_addr, ip_str, INET_ADDRSTRLEN);
printf(“The IP address is: %s\n”, ip_str);
printf(“The IP address in host byte order is: %lu\n”, (unsigned long) ntohl(ip));
return 0;
}
“`
在這個(gè)代碼片段中，我們定義了一個(gè)32位的IP地址ip，這個(gè)IP地址是在網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序下存儲(chǔ)的。我們使用了ntohl函數(shù)將它轉(zhuǎn)化為主機(jī)字節(jié)序，并輸出了它的十進(jìn)制形式。
需要注意的是，在使用ntohl函數(shù)時(shí)，需要將網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的數(shù)據(jù)以某種形式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，才能對(duì)其進(jìn)行處理。例如在上述代碼片段中，我們將數(shù)字變量ip強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為一個(gè)unsigned char指針，并使用memcpy函數(shù)將其值復(fù)制到了一個(gè)struct in_addr類型的變量中，以便于inet_ntop函數(shù)將其轉(zhuǎn)化為字符串形式。
四、
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大端的計(jì)算機(jī)用語(yǔ)
端模式（Endian）的這個(gè)詞出自JonathanSwift書寫的《格列佛游記》。這本書根據(jù)將雞蛋敲開的方法不同將所有的人分為兩類，從圓頭開始將雞蛋敲開的人被歸為BigEndian，從尖頭開始將雞蛋敲開的人被歸為L(zhǎng)ittileEndian。小人國(guó)的內(nèi)戰(zhàn)就源于吃雞蛋時(shí)是究竟從大頭（Big-Endian）敲開還是從小頭（Little-Endian）敲開。在計(jì)算機(jī)業(yè)BigEndian和LittleEndian也幾乎引起一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。在計(jì)算機(jī)業(yè)界，Endian表示數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的存放順序。下文舉例說明在計(jì)算機(jī)中大小端模式的區(qū)別。
如果將一個(gè)32位的整數(shù)0x存放到一個(gè)整型變量（int）中，這個(gè)整型變量采用大端或者小端模式在內(nèi)存中的存儲(chǔ)由下表所示。為簡(jiǎn)單起見，本書使用OP0表示一個(gè)32位數(shù)據(jù)的更高字節(jié)MSB（Most Significant Byte），使用OP3表示一個(gè)32位數(shù)據(jù)更低字節(jié)LSB（Least Significant Byte）。 ；地址偏移 ；大端模式 ；小端模式 0x00 12（OP0） 78（OP3） 0x01 34（OP1） 56（OP2） 0x02 56（OP2） 34（OP1） 0x03 78（OP3） 12（OP0） 如果將一個(gè)16位的整數(shù)0x1234存放到一個(gè)短整型變量（short）中。這個(gè)短整型變量在內(nèi)存中的存儲(chǔ)在大小端模式由下表所示。 ；地址偏移 ；大端模式 ；小端模式 0x00 12（OP0） 34（OP1） 0x01 34（OP1） 12（OP0） 由上表所知，采用大小模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存放的主要區(qū)別在于在存放的字節(jié)順序，大端方式將高位存放在低地址，小端方式將高位存放在高地址。采用大端方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存放符合人類的正常思維，而采用小端方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存放利于計(jì)算機(jī)處理。到目前為止，采用大端或者小端進(jìn)行數(shù)據(jù)存放，其孰優(yōu)孰劣也沒有定論。
有的處理器系統(tǒng)采用了小端方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存放，如Intel的奔騰。有的處理器系統(tǒng)采用了大端方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存放，如IBM半導(dǎo)體和Freescale的PowerPC處理器。不僅對(duì)于處理器，一些外設(shè)的設(shè)計(jì)中也存在著使用大端或者小端進(jìn)行數(shù)據(jù)存放的選擇。
因此在一個(gè)處理器系統(tǒng)中，有可能存在大端和小端模式同時(shí)存在的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象為系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)帶來(lái)了不小的麻煩，這要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師，必須深入理解大端和小端模式的差別。大端與小端模式的差別體現(xiàn)在一個(gè)處理器的寄存器，指令集，系統(tǒng)總線等各個(gè)層次中。 從軟件的角度上，不同端模式的處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞時(shí)必須要考慮端模式的不同。如進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，必須要考慮端模式的轉(zhuǎn)換。有過Socket接口編程經(jīng)驗(yàn)的程序員一定使用過以下幾個(gè)函數(shù)用于大小端字節(jié)序的轉(zhuǎn)換。
¨ #define ntohs(n) //16位數(shù)據(jù)類型網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序到主機(jī)字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換
¨ #define htons(n) //16位數(shù)據(jù)類型主機(jī)字節(jié)順序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換
¨ #define ntohl(n) //32位數(shù)據(jù)類型網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序到主機(jī)字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換
¨ #define htonl(n) //32位數(shù)據(jù)類型主機(jī)字節(jié)順序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的轉(zhuǎn)換
其中互聯(lián)網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序采用大端模式進(jìn)行編址，而主機(jī)字節(jié)順序根據(jù)處理器的不同而不同，如PowerPC處理器使用大端模式，而Pentuim處理器使用小端模式。
大端模式處理器的字節(jié)序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序不需要轉(zhuǎn)換，此時(shí)ntohs(n)=n，ntohl =n；而小端模式處理器的字節(jié)序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)必須要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，此時(shí)ntohs(n) = __swab16(n），ntohl =__swab32(n）。__swab16與__swab32函數(shù)定義如下所示。 #define ___swab16(x)
{
__u16 __x = (x);
((__u16）(
(((__u16）（__x) & (__u16）0x00ffU) > 8）））；
}
#define ___swab32(x)
{
__u32 __x = (x);
((__u32）(
(((__u32）（__x) & (__u32）0x000000ffUL) > 8） |
(((__u32）（__x) & (__u32）0xff000000UL) >> 24）））；
} PowerPC處理器提供了lwbrx，lhbrx，stwbrx，sthbrx四條指令用于處理字節(jié)序的轉(zhuǎn)換以優(yōu)化__swab16和__swap32這類函數(shù)。此外PowerPC處理器中的rlwimi指令也可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)__swab16和__swap32這類函數(shù)。在LinuxPowerPC中，定義了一系列有關(guān)字節(jié)序轉(zhuǎn)換的函數(shù)，其詳細(xì)定義在./include/a-powerpc/byteorder.h文件中。
程序員在對(duì)普通文件進(jìn)行處理也需要考慮端模式問題。在大端模式的處理器下對(duì)文件的32，16位讀寫操作所得到的結(jié)果與小端模式的處理器不同。讀者單純從軟件的角度理解上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能真正理解大小端模式的區(qū)別。事實(shí)上，真正的理解大小端模式的區(qū)別，必須要從系統(tǒng)的角度，從指令集，寄存器和數(shù)據(jù)總線上深入理解，大小端模式的區(qū)別。 除了4.2.1節(jié)中，軟件上對(duì)不同端模式編程上的差異，處理器在硬件上也由于端模式問題在設(shè)計(jì)中有所不同。從系統(tǒng)的角度上看，端模式問題對(duì)軟件和硬件的設(shè)計(jì)帶來(lái)了不同的影響，當(dāng)一個(gè)處理器系統(tǒng)中大小端模式同時(shí)存在時(shí)，必須要對(duì)這些不同端模式的訪問進(jìn)行特殊的處理。
PowerPC處理器主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，可以說絕大多數(shù)的通信設(shè)備都使用PowerPC處理器進(jìn)行協(xié)議處理和其他控制信息的處理，這也可能也是在網(wǎng)絡(luò)上的絕大多數(shù)協(xié)議都采用大端編址方式的原因。因此在有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的軟件設(shè)計(jì)中，使用小端方式的處理器需要在軟件中處理端模式的轉(zhuǎn)變。而Pentium主導(dǎo)個(gè)人機(jī)市場(chǎng)，因此多數(shù)用于個(gè)人機(jī)的外設(shè)都采用小端模式，包括一些在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中使用的PCI總線，F(xiàn)lash等設(shè)備，這也要求硬件工程師在硬件設(shè)計(jì)中注意端模式的轉(zhuǎn)換。
本書中的小端外設(shè)是指這種外設(shè)中的寄存器以小端方式進(jìn)行存儲(chǔ)，如PCI設(shè)備的配置空間，NOR FLASH中的寄存器等等。
對(duì)于有些設(shè)備，如DDR顆粒，沒有以小端方式存儲(chǔ)的寄存器，因此從邏輯上講并不需要對(duì)端模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在設(shè)計(jì)中，只需要將雙方數(shù)據(jù)總線進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的互連，而不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)總線的轉(zhuǎn)換。
如果從實(shí)際應(yīng)用的角度說，采用小端模式的處理器需要在軟件中處理端模式的轉(zhuǎn)換，因?yàn)椴捎眯《四Ｊ降奶幚砥髟谂c小端外設(shè)互連時(shí)，不需要任何轉(zhuǎn)換。
而采用大端模式的處理器需要在硬件設(shè)計(jì)時(shí)處理端模式的轉(zhuǎn)換。大端模式處理器需要在寄存器，指令集，數(shù)據(jù)總線及數(shù)據(jù)總線與小端外設(shè)的連接等等多個(gè)方面進(jìn)行處理，以解決與小端外設(shè)連接時(shí)的端模式轉(zhuǎn)換問題。
在寄存器和數(shù)據(jù)總線的位序定義上，基于大小端模式的處理器有所不同。
一個(gè)采用大端模式的32位處理器，如基于E500內(nèi)核的MPC8541，將其寄存器的更高位m（mostsignificant bit）定義為0，更低位l（lease significantbit）定義為31；而小端模式的32位處理器，將其寄存器的更高位定義為31，低位地址定義為0。
與此向?qū)?yīng)，采用大端模式的32位處理器數(shù)據(jù)總線的更高位為0，更高位為31；采用小端模式的32位處理器的數(shù)據(jù)總線的更高位為31，更低位為0。如圖4.5所示。 OP0 OP1 OP2 OP3 OP0 OP1 OP2 OP0 ；圖4.5大小端模式處理器的寄存器的定義 ；大端模式處理器寄存器位序定義 ；小端模式處理器寄存器位序定義 大小端模式處理器外部總線的位序也遵循著同樣的規(guī)律，根據(jù)所采用的數(shù)據(jù)總線是32位，16位和8位，大小端處理器外部總線的位序有所不同。
¨ 大端模式下32位數(shù)據(jù)總線的m是第0位，MSB是數(shù)據(jù)總線的第0~7的字段；而l是第31位，LSB是第24~31字段。小端模式下32位總線的m是第31位，MSB是數(shù)據(jù)總線的第31~24位，l是第0位，LSB是7~0字段。
¨ 大端模式下16位數(shù)據(jù)總線的m是第0位，MSB是數(shù)據(jù)總線的第0~7的字段；而l是第15位，LSB是第8~15字段。小端模式下16位總線的m是第15位，MSB是數(shù)據(jù)總線的第15~7位，l是第0位，LSB是7~0字段。
¨ 大端模式下8位數(shù)據(jù)總線的m是第0位，MSB是數(shù)據(jù)總線的第0~7的字段；而l是第7位，LSB是第0~7字段。小端模式下8位總線的m是第7位，MSB是數(shù)據(jù)總線的第7~0位，l是第0位，LSB是7~0字段。
由上分析，我們可以得知對(duì)于8位，16位和32位寬度的數(shù)據(jù)總線，采用大端模式時(shí)數(shù)據(jù)總線的m和MSB的位置都不會(huì)發(fā)生變化，而采用小端模式時(shí)數(shù)據(jù)總線的l和LSB位置也不會(huì)發(fā)生變化。
為此，大端模式的處理器對(duì)8位，16位和32位的內(nèi)存訪問（包括外設(shè)的訪問）一般都包含第0~7字段，即MSB。小端模式的處理器對(duì)8位，16位和32位的內(nèi)存訪問都包含第7~0位，小端方式的第7~0字段，即LSB。
由于大小端處理器的數(shù)據(jù)總線其8位，16位和32位寬度的數(shù)據(jù)總線的定義不同，因此需要分別進(jìn)行討論在系統(tǒng)級(jí)別上如何處理端模式轉(zhuǎn)換。
在一個(gè)大端處理器系統(tǒng)中，需要處理大端處理器對(duì)小端外設(shè)的訪問。
1.1.2.1 大端處理器對(duì)32位小端外設(shè)進(jìn)行訪問大端處理器采用32位總線與小端外設(shè)進(jìn)行訪問時(shí)，大端處理器的32位數(shù)據(jù)總線的第0~7位用來(lái)處理OP0，第8~15位用來(lái)處理OP1，第16~23位用來(lái)處理OP2，第24~31位用來(lái)處理OP3。而32位的小端設(shè)備使用數(shù)據(jù)總線的第31~24位用來(lái)處理OP0，第23~16位用來(lái)處理OP1，第15~8位用來(lái)處理OP2，第7~0位用來(lái)處理OP3。
大端處理器，如MPC8541，使用stw，sth，stb和lwz，lhz，lbz指令對(duì)32位的外部設(shè)備進(jìn)行訪問。在這些指令結(jié)束后，存放在外部設(shè)備的數(shù)據(jù)將被讀入MPC8541的通用寄存器中。為保證軟件的一致性，當(dāng)訪問結(jié)束后，存放在通用寄存器的字節(jié)序，即OP0，OP1，OP2和OP3必須要和存放在小端外設(shè)的字節(jié)序一致。此時(shí)在使用大端處理器的數(shù)據(jù)總線連接小端外設(shè)時(shí)必須要進(jìn)行一定的處理，按照某種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接以保證軟件的一致性。大端處理器數(shù)據(jù)總線與小端外設(shè)進(jìn)行連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4.6所示。 OP0 OP1 OP2 OP 0 ；大端處理器的32位數(shù)據(jù)總線 ；小端設(shè)備的32位總線接口 ；圖4.6 大端處理器與小端外設(shè)的32位連接 OP0 OP1 OP2 OP3 如圖4.6所示，采用大端處理器訪問小端設(shè)備時(shí)，將各自的OP0~OP3字段直接相連。在大端處理器的32位數(shù)據(jù)總線的更高位為0，更低位為31；而小端設(shè)備的更高位為31，更低位為0。因此硬件工程師在進(jìn)行信號(hào)連接時(shí)需要將采用大端處理器的0~31位分別與小端設(shè)備的31~0位一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)行互連。
1.1.2.2 大端處理器對(duì)8，16位小端外設(shè)進(jìn)行訪問大端處理器使用8位，16位數(shù)據(jù)總線對(duì)8位，16位的小端外設(shè)進(jìn)行連接。對(duì)于32位處理器，用來(lái)連接外設(shè)的總線一般是32位。因此體系結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行大端處理器總線設(shè)計(jì)時(shí)有兩種選擇，是采用32位總線的高端部分（第0~15字段）還是低端部分（第16~31字段）連接小端設(shè)備。PowerPC處理器使用32位總線的高端部分，即數(shù)據(jù)總線的第0~15位連接16位的小端設(shè)備，使用0~7位連接8位的小端設(shè)備。
PowerPC處理器采用16位總線與16位的小端外設(shè)進(jìn)行訪問時(shí)，PowerPC處理器的16位數(shù)據(jù)總線的第0~7位用來(lái)處理OP0，第8~15位用來(lái)處理OP1。而16位的小端設(shè)備使用數(shù)據(jù)總線的第15~8位用來(lái)處理OP0，第7~0位用來(lái)處理OP1。
PowerPC處理器采用8位總線與8位的小端外設(shè)進(jìn)行訪問時(shí)，PowerPC處理器的8位數(shù)據(jù)總線的第0~7字段用來(lái)處理OP0。而8位的小端設(shè)備使用數(shù)據(jù)總線的第7~0位用來(lái)處理OP1。大端處理器與小端外設(shè)的連接關(guān)系如圖4.7所示。 OP0 OP1 OP0 OP ；大端處理器的8/16位數(shù)據(jù)總線 ；小端設(shè)備的8/16位總線接口 ；圖4.7 大端處理器與小端外設(shè)的8/16位連接 OP0 OP 與32位總線接口類似，PowerPC處理器可以使用stw，sth，stb和lwz，lhz，lbz指令對(duì)32位的外部設(shè)備進(jìn)行訪問，并將數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)的通用寄存器中。當(dāng)訪問結(jié)束后，存放在通用寄存器的字節(jié)序，即OP0，OP1必須要和存放在小端外設(shè)的字節(jié)序一致。
PowerPC處理器對(duì)8位的小端外設(shè)進(jìn)行訪問時(shí)，一個(gè)總線周期只能訪問8位數(shù)據(jù)，如果處理器使用stw或者lwz指令訪問8位的小端設(shè)備內(nèi)的32位數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)總線上將OP0，OP1，OP2和OP3依次傳遞到PowerPC的通用寄存器中。
PowerPC處理器對(duì)16位的小端外設(shè)進(jìn)行訪問時(shí)，一個(gè)總線周期只能訪問16位數(shù)據(jù)，如果處理器使用stw或者lwz指令訪問16位的小端設(shè)備內(nèi)的32位數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)總線上將OP0~1和OP2~3依次傳遞到PowerPC的通用寄存器中。
PowerPC處理器使用sth或者lhz指令訪問16位的小端設(shè)備時(shí)，16位的小端設(shè)備將數(shù)據(jù)的第15~0位，傳遞到PowerPC處理器的總線的第0~15位，然后再將數(shù)據(jù)最終傳遞給相應(yīng)的通用寄存器。這里有許多讀者會(huì)感到困惑，因?yàn)闉榱吮ＷC軟件的一致性，PowerPC處理器使用lhz指令訪問16位的小端設(shè)備的16位寄存器時(shí)，需要將結(jié)果保存在通用寄存器的第16~31位，而不是0~15位。究竟PowerPC處理器是如何將系統(tǒng)總線中0~15位的數(shù)據(jù)搬移到寄存器的第16~31位中的呢？為此我們需要對(duì)lhz指令進(jìn)行分析。 lhz rD,d(rA)
if rA = 0 then b ← 0
else b ← (rA)
EA ← b + EXTS(d)
rD ← （24）0 || MEM(EA,1） 由lhz指令的以上描述得知lhz指令將來(lái)自數(shù)據(jù)總線上的OP0與OP1直接存入寄存器的第16~31位，而將第0~15位直接清零。
PowerPC處理器使用stb或者lbz指令訪問8位的小端設(shè)備時(shí)，8位的小端設(shè)備將數(shù)據(jù)的第7~0位，傳遞到PowerPC處理器的總線的第0~7位，然后再將數(shù)據(jù)最終傳遞給相應(yīng)的通用寄存器，lbz指令的描述如下所示。 lbz rD,d(rA)
if rA = 0 then b ← 0
else b ← (rA)
EA ← b + EXTS(d)
rD ← （24）0 || MEM(EA,1） 由lhz指令的以上描述得知lhz指令將來(lái)自數(shù)據(jù)總線上的OP0直接存入寄存器的第24~31位，而將第0~23位清零。
文章二：
大端（big-endian）和小端（little-endian)
:36 ；補(bǔ)：x86機(jī)是小端（修改分區(qū)表時(shí)要注意），單片機(jī)一般為大端 今天碰一個(gè)關(guān)于字節(jié)順序的問題，雖然看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但一直都沒怎么完全明白這個(gè)東西，索性就找了下資料，把它弄清楚. 因?yàn)楝F(xiàn)行的計(jì)算機(jī)都是以八位一個(gè)字節(jié)為存儲(chǔ)單位，那么一個(gè)16位的整數(shù)，也就是C語(yǔ)言中的short，在內(nèi)存中可能有兩種存儲(chǔ)順序big-endian和 litte-endian.考慮一個(gè)short整數(shù)0x3132(0x32是低位，0x31是高位），把它賦值給一個(gè)short變量，那么它在內(nèi)存中的存 ；儲(chǔ)可能有如下兩種情況：
大端字節(jié)（Big-endian):
—>>>>>>>>；內(nèi)存地址增大方向
short變量地址
0x1000 0x1001
_____________________________| || 0x31 | 0x32|_______________ | ________________
高位字節(jié)在低位字節(jié)的前面，也就是高位在內(nèi)存地址低的一端.可以這樣記?。ù蠖?>；高位->；在前->；正常的邏輯順序）
小端字節(jié)（little-endian):
—>>>>>>>>；內(nèi)存地址增大方向
short變量地址
0x1000 0x1001
_____________________________| || 0x32 | 0x31|________________ | ________________低位字節(jié)在高位字節(jié)的前面，也就是低位在內(nèi)存地址低的一端.可以這樣記?。ㄐ《?>；低位->；在前->；與正常邏輯順序相反）
可以做個(gè)實(shí)驗(yàn)
在windows上下如下程序
#include
#include
void main(void)
{ short test; FILE* fp; test = 0x3132; //（31ASⅡC碼的’1’，32ASⅡC碼的’2’）
if ((fp = fopen (c:\\test.txt,wb)) == NULL)
assert(0); fwrite(&test,sizeof(short),1,fp); fclose(fp);
}
然后在C盤下打開test.txt文件，可以看見內(nèi)容是21，而test等于0x3132，可以明顯的看出來(lái)x86的字節(jié)順序是低位在前.如果我們把這段 ；同樣的代碼放到（big-endian）的機(jī)器上執(zhí)行，那么打出來(lái)的文件就是12.這在本機(jī)中使用是沒有問題的.但當(dāng)你把這個(gè)文件從一個(gè)big- endian機(jī)器復(fù)制到一個(gè)little-endian機(jī)器上時(shí)就出現(xiàn)問題了.
如上述例子，我們?cè)赽ig-endian的機(jī)器上創(chuàng)建了這個(gè)test文件，把其復(fù)制到little-endian的機(jī)器上再用fread讀到一個(gè) short里面，我們得到的就不再是0x3132而是0x3231了，這樣讀到的數(shù)據(jù)就是錯(cuò)誤的，所以在兩個(gè)字節(jié)順序不一樣的機(jī)器上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要特別小 ；心字節(jié)順序，理解了字節(jié)順序在可以幫助我們寫出移植行更高的代碼.
正因?yàn)橛凶止?jié)順序的差別，所以在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r(shí)候定義了所有字節(jié)順序相關(guān)的數(shù)據(jù)都使用big-endian,BSD的代碼中定義了四個(gè)宏來(lái)處理：
#define ntohs(n) //網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序到主機(jī)字節(jié)順序 n代表net,h代表host,s代表short
#define htons(n) //主機(jī)字節(jié)順序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序 n代表net,h代表host,s代表short
#define ntohl(n) //網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序到主機(jī)字節(jié)順序 n代表net,h代表host,l代表 long
#define htonl(n) //主機(jī)字節(jié)順序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序 n代表net,h代表host,l代表 long
舉例說明下這其中一個(gè)宏的實(shí)現(xiàn)：#define sw16(x) \ ((short)(\ (((short)(x) & (short)0x00ffU) > 8）））
這里實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)交換兩個(gè)字節(jié)順序.其他幾個(gè)宏類似.
我們改寫一下上面的程序
#include
#include
#define sw16(x) \
((short)(\ (((short)(x) & (short)0x00ffU) > 8）））
// 因?yàn)閤86下面是低位在前，需要交換一下變成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
#define htons(x) sw16(x)
void main(void)
{ short test; FILE* fp;
test = htons(0x3132）； //（31ASⅡC碼的’1’，32ASⅡC碼的’2’） if ((fp = fopen (c:\\test.txt,wb)) == NULL)
assert(0); fwrite(&test,sizeof(short),1,fp); fclose(fp);
}
如果在高字節(jié)在前的機(jī)器上，由于與網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序一致，所以我們什么都不干就可以了，只需要把#define htons(x) sw16(x）宏替換為 #define htons(x) (x).
一開始我在理解這個(gè)問題時(shí)，總在想為什么其他數(shù)據(jù)不用交換字節(jié)順序?比如說我們write一塊buffer到文件，最后終于想明白了，因?yàn)槎际莡nsigned char類型一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)的寫進(jìn)去，這個(gè)順序是固定的，不存在字節(jié)順序的問題，夠笨啊.. 文章三：
big-endian和little-endian這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)自Jonathan Swift在十八世紀(jì)的嘲諷作品Gulliver’s Travels。Blefuscu帝國(guó)的國(guó)民被根據(jù)吃雞蛋的方式劃分為兩個(gè)部分：一部分在吃雞蛋的時(shí)候從雞蛋的大端（bigend）開始，而另一部分則從雞蛋的小端（little end）開始。
x86的CPU使用的是LE（Windows中稱為“主機(jī)字節(jié)序”），而SocksAddr中使用的則是BE（就是“網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序”），所以在使用網(wǎng)絡(luò)編程時(shí)需要使用htns,htnl,nths,nthl來(lái)倒字節(jié)序。
其實(shí)對(duì)匯編熟了就清楚了，慘，我的匯編很慘的LE little-endian 更符合人的思維的字節(jié)序 地址低位存儲(chǔ)值的低位 地址高位存儲(chǔ)值的高位 怎么講是更符合人的思維的字節(jié)序，是因?yàn)閺娜说闹挥^感來(lái)說 低位值小，就應(yīng)該放在內(nèi)存地址小的地方，也即內(nèi)存地址低位 反之，高位值就應(yīng)該放在內(nèi)存地址大的地方，也即內(nèi)存地址高位 BE big-endian 最直觀的字節(jié)序 地址低位存儲(chǔ)值的高位 地址高位存儲(chǔ)值的低位 為什么說直觀，不要考慮對(duì)應(yīng)關(guān)系 只需要把內(nèi)存地址從左到右按照由低到高的順序?qū)懗?把值按照通常的高位到低位的順序?qū)懗?兩者對(duì)照，一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)的填充進(jìn)去 例子：在內(nèi)存中雙字0x(DWORD）的存儲(chǔ)方式 內(nèi)存地址LEBEMSDN中關(guān)于LE和BE的解釋Byte Ordering Byte ordering Meaning big-endian The most significant byte is on the left end of a word. little-endian The most significant byte is on the right end of a word. 這里這個(gè)最重要的字節(jié)可以解釋成值的更高位，如果換成是錢的話就是最值錢的那一位 比如我有1234元人民幣，最值錢的是1000元，最不值錢的是4元，那么這個(gè)1就是最重要的字節(jié)
Big endian machine: It thinks the first byte it reads is the biggest.Little endian machine: It thinks the first byte it reads is the littlest.舉個(gè)例子，從內(nèi)存地址0x0000開始有以下數(shù)據(jù)0x0000 0x120x0001 0x340x0002 0xab0x0003 0xcd如果我們?nèi)プx取一個(gè)地址為0x0000的四個(gè)字節(jié)變量，若字節(jié)序?yàn)閎ig-endian，則讀出結(jié)果為0x1234abcd；若字節(jié)序位little-endian，則讀出結(jié)果為0xcdab3412.如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的內(nèi)存中，則結(jié)果為 big-endian little-endian0x0000 0x12 0xcd0x0001 0x23 0xab0x0002 0xab 0x340x0003 0xcd 0x12x86系列CPU都是little-endian的字節(jié)序。
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