在将数据缓冲区映射到其最终数据结构之前，我们能否交换数据缓冲区的字节序，这是一个固定大小的数组？

Question

场景:远程机器(大端)通过 RS422 向本地机器(小端)发送消息。

本地机器将消息作为缓冲区获取，即 dataBuffer，它是一个 4 个 16 位整数数组。该缓冲区数据最终会映射到程序中某处的 MainType 数据，但这不是我们关心的。我们需要一个使用 swapData() 方法交换字节(更改字节顺序)的函数。

问题鉴于 MainType 恰好有 4 个数据成员，每个 16 位 AND dataBuffer 是大小为 4 的数组，每个数据都是 16 位，我们是否可以只交换缓冲区中的数据而不将其映射到 MainType 数据结构(如下所示)？

约束:

• dataBuffer在程序中需要是全局的，
• 需要在 swapData() 函数中处理交换，
• data 将在一些其他方法中填充，例如 useData()

代码如下:

... 

typedef unsigned short int USINT16;

typedef struct { 
    USINT16  a : 1; 
    USINT16  b : 1; 
    USINT16  c : 1;                         
    USINT16  d : 1;                              
    USINT16  e : 1;  
    USINT16  f : 1;  
    USINT16  g : 1; 
    USINT16  h : 2;                                
    USINT16  i : 3;
    USINT16  j : 4; 
} OtherType; // 16 bits

typedef struct {   
    USINT16   X;
    USINT16   Y;
    USINT16   Z;
    OtherType W;  
} MainType;

...

unsigned short dataBuffer[4]; // available in global scope

...

void swapData() {
    receiveData(&dataBuffer); // data buffer is filled

    int i;  
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        dataBuffer[i] = __builtin_bswap16(dataBuffer);
    }
    // The data is little endian now ?
}

...

void useData() {
    MainType data; // map the swapped buffer to data

    // use the data etc.
    ....
}

Answer 1

如果远程机器行为被卡住，您可以调查并确定该平台上的位字段编码是什么，并适本地转换本地机器上接收到的缓冲区。

字节交换所有 16 位条目，包括 W , 是一个很好的初始步骤，您可能需要更改 struct OtherType 的定义以符合编译器为远程机器定义的顺序。您可以通过从远程机器传输样本来确定这一点，其中只有 1 个字段设置为所有位 1，其他字段保持为 0，并打印接收到的 16 位值。

字节交换 W是可取的，因为 W.h最有可能落在每个字节中有 1 位的字节边界上。为了使它的位在本地机器中相邻，W 中的字节应该交换。如果远程机器上的位顺序是 a b c d e f g h1 h0 i2 i1 i0 j3 j2 j1 j0对于 W 中的整个 16 位字，当存储在远程机器的内存中时，它变为 <a b c d e f g h1> <h0 i2 i1 i0 j3 j2 j1 j0>随后以字节形式传输并加载到本地机器上的 16 位寄存器中，它将变为 h0 i2 i1 i0 j3 j2 j1 j0 a b c d e f g h1如果您不交换字节，因为第一个字节加载到寄存器的低位。字节交换可以防止这种情况发生，但您仍然可能对本地计算机中的位域顺序有疑问，因为您当前的定义可能被编码为 j3 j2 j1 j0 i2 i1 i0 h1 h0 g f e d c b a。如果位字段可能是从最低位到最高位分配的。

如果您了解一些汇编语言，请为在两个平台上操作位域的代码生成汇编，并检查这些域的放置是否不同。