C位域与大小端字节序 间关系

C位域与字节序的关系，本文内容转载自：http://www.cnblogs.com/zhangxian/articles/3503460.html

如下代码

 #include "stdio.h"
 struct kk
 {
 unsigned a:2;
 unsigned b:3;
 unsigned c:2;
 unsigned d:1;
 }
 kt;
 int main()
 {
         char result =3;
         memcpy(&kt,&result,1);
         printf(" a = %d, b = %d, c = %d, d = %d,ok/n",kt.a,kt.b,kt.c,kt.d);
         return 1;
 }

 

在sun unix上用cc编译，结果为0,0,1,1

在2000上用VC6.0编译，结果为3,0,0,0

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解释一下，呵呵：

C语言的位域虽然很多人强烈建议不要使用，但现有系统里还广泛存在位域的使用，所以还是很有必要理清楚的。

对big-endian和little-endian的区别，很多人认为是对多字节数据类型而言。其实，问题的本质不在这里。

两种endian区别的本质是由于CPU的数据引脚和系统地址总线的连接方向的不同。也就是说，高地址，低地址的区别不仅体现在“字节序”上，还体现在“比特序”上，只不过因为系统屏蔽了“比特序”的一些细节，所以看起来问题仅仅是字节之间的顺序问题了。

 

所以，对字节序相关的问题，如果能从两个角度来看问题，就很直接明了了。

先从系统地址总线的角度来分析数据的存放，然后从CPU的数据引脚的角度来解析数据....（对网络字节，可从网络数据传送地址的角度分析数据的存放，思想类同）

 

废话少说，分析一下上面的例子程序。（所有图表都从系统地址总线的角度看各个bit位）

C语言的位域中，每个field是严格按照bit地址从低到高排列的：

因此，从地址总线的角度看，四个域的排列顺序是（用于解析）

==============

-低->->->高-

  a b c d

==============

 

接下来看如何解析这个字节。

在little-endian机器上，result字节中各个比特的存放排列如下所示

==============

-低->->->高-

,11000000,

==============

对应到四个位域，得

a=3

b=0

c=0

d=0

 

在big-endian机器上，result字节中各个比特的存放排列如下所示

==============

-低->->->高-

,00000011,

==============

对应到四个位域，得

a=0

b=0

c=1

d=1

 

 

总结：

1.  C语言的位域类型使用时，各个field的摆放是按从低到高的bit顺序排列的。

2.  把数据的存放和解析分开，就可以很容易解释字节序的问题。

 

是这样的。这里有个术语的混淆。当多个字节组成一个长字（long）时，不同体系结构的cpu会按不同的方法来解释高低字节的顺序，这是字节序。小端的cpu会将低地址的字节认为是长字值的低位，高地址的字节认为是长字值得高位。大端的正好相反。

而在一个字节之内，不同体系结构的cpu会按不同的方法来解释高低比特的顺序，这是比特序。 小端的cpu将低位的比特认为是值得低位，高位的比特认为是值得高位。大端的正好相反。假设固定总线上的比特地址，从0比特到7比特的内存数据是 0 0 0 0 0 0 0 1。那么，小端的cpu读到的值就是0x80,而大端的cpu读到的值就是0x01。

INTEL的cpu字节序和比特序都是小端的。POWERPC的cpu一般都是大端的.

 

明白以上道理,你可以分析IP header了.

 

 struct iphdr
   {
 #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
     unsigned int ihl:4;
     unsigned int version:4;
 #elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
     unsigned int version:4;
     unsigned int ihl:4;
 #else
 # error "Please fix "
 #endif
     u_int8_t tos;
     u_int16_t tot_len;
     u_int16_t id;
     u_int16_t frag_off;
     u_int8_t ttl;
     u_int8_t protocol;
     u_int16_t check;
     u_int32_t saddr;
     u_int32_t daddr;
     /*The options start here. */
   };

 

以及 tcp header

 struct tcphdr
   {
     u_int16_t source;
     u_int16_t dest;
     u_int32_t seq;
     u_int32_t ack_seq;
 #  if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
     u_int16_t res1:4;
     u_int16_t doff:4;
     u_int16_t fin:1;
     u_int16_t syn:1;
     u_int16_t rst:1;
     u_int16_t psh:1;
     u_int16_t ack:1;
     u_int16_t urg:1;
     u_int16_t res2:2;
 #  elif __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
     u_int16_t doff:4;
     u_int16_t res1:4;
     u_int16_t res2:2;
     u_int16_t urg:1;
     u_int16_t ack:1;
     u_int16_t psh:1;
     u_int16_t rst:1;
     u_int16_t syn:1;
     u_int16_t fin:1;
 #  else
 #   error "Adjust your  defines"
 #  endif
     u_int16_t window;
     u_int16_t check;
     u_int16_t urg_ptr;
 };