Cでビッグエンディアンをリトルエンディアンに変換[提供された関数を使用せずに] [終了]

Cでビッグエンディアンをリトルエンディアンに変換する関数を記述する必要があります。ライブラリ関数を使用できません。

必要なものが単純なバイトスワップであると仮定して、次のようなことを試してください

符号なし16ビット変換：

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

符号なし32ビット変換：

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

これにより、バイト順序が1234から4321にスワップされます。入力がの0xdeadbeef場合、32ビットのエンディアンスワップの出力はになる可能性があります0xefbeadde。

上記のコードは、マジックナンバーの代わりにマクロまたは少なくとも定数を使用してクリーンアップする必要がありますが、うまくいけばそのまま

編集：別の答えが指摘したように、プラットフォーム、OS、および命令セット固有の代替手段があり、上記よりもはるかに高速です。Linuxカーネルには、エンディアンを適切に処理するマクロ（cpu_to_be32など）があります。しかし、これらの選択肢は環境に固有です。実際には、エンディアンは、利用可能なアプローチを組み合わせて使用​​するのが最も効果的です。

含めることにより：

#include <byteswap.h>

マシンに依存するバイトスワップ関数の最適化されたバージョンを取得できます。その後、次の関数を簡単に使用できます。

__bswap_32 (uint32_t input)

または

__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);
}

更新：64ビットバイトスワッピングを追加

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);
}

これはかなり一般的なバージョンです。私はそれをコンパイルしていないので、おそらくタイプミスがあるでしょうが、あなたは考えを理解するべきです、

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));

注意：これは速度やスペースに最適化されていません。明確で（デバッグが容易）、移植可能であることを目的としています。

2018-04-04を更新 コメント（@chux）で発見された、n == 0の無効なケースをトラップするassert（）を追加しました。

マクロ（組み込みシステムなど）が必要な場合：

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

編集：これらはライブラリ関数です。それらに従うことはそれを行うための手動の方法です。

__byteswap_ushort、__ byteswap_ulong、および__byteswap_uint64を知らない人の数に私はまったく驚かされます。もちろん、それらはVisual C ++固有のものですが、x86 / IA-64アーキテクチャーでは美味しいコードにコンパイルされます。:)

このページから取得した、bswap命令の明示的な使用方法を次に示します。上記の組み込みフォームは常に thisよりも高速になることに注意してください。ライブラリルーチンなしで答えを出すためだけに追加しました。

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

冗談として：

#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;
}

4 intの倍数であると仮定して、Intel組み込み関数を使用してSSSE3命令pshufbを使用する方法を次に示します。

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;
}

これは動作しますか/速くなりますか？

 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];

これが私が使用している関数です-テストされ、あらゆる基本的なデータ型で動作します：

//  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;
    }

}

編集：この関数は、整列された16ビットワードのエンディアンのみを交換します。UTF-16 / UCS-2エンコーディングによく必要な関数。編集終了。

メモリブロックのエンディアンを変更する場合は、私の非常に高速なアプローチを使用できます。メモリアレイのサイズは8の倍数にする必要があります。

#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);
}

この種の関数は、Unicode UCS-2 / UTF-16ファイルのエンディアンを変更するのに役立ちます。

このコードスニペットは、32ビットのリトルエンディアン数をビッグエンディアン数に変換できます。

#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またはx86_64プロセッサで実行している場合、ビッグエンディアンはネイティブです。そう

16ビット値の場合

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

32ビット値の場合

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

コンパイラがこれがバイトレベルの操作であることを認識し、バイトスワップコードを生成しない限り、これは最も効率的なソリューションではありません。しかし、それはメモリレイアウトのトリックに依存せず、かなり簡単にマクロに変えることができます。