• 字节序的定义
  • 几种类型的字节序
    • cpu字节序
    • 外部bus字节序
    • 设备字节序
    • 络协议字节序
      • Ethernet协议字节序
      • IP协议字节序
    • 编译字节序
• 比特序的定义
• 字节序与bit序的转换
• 结构体的位域

字节序的定义

几种类型的字节序

参考如下图的计算机系统:

h_dest 和h_source 是字符串，因此不必考虑字节序的问题。h_proto是整型值，因此在主机访问该字段是需要使用ntohs，在主机填充该字段时要htons。
至于比特序的传输顺序下文有介绍。

IP协议字节序

IP协议字节序是大端。bit序继承自CPU的， 卡负责线上转换bit序列。
以下为ip header的结构体:

version 和 ihl 字段：
根据ip协议，version是ip头首字节的高有效4bit ，ihl是低有效bit.
有两种方法访问这两个字段:
1.直接解析法
假如ver_ihl代表ip头的首字节则ipl=ver_ihl&0xf，version=ver_ihl>>4，不论主机是那种字节序。
2.结构体位域法
定义如上的结构体，假如主机是小端，我们定义ihl在version之前，如果是大端正好相反。应用Kevin’s Theory #2 如果位域A定义在位域B之前，那么位域A总是出现在低序的比特位。正好可以满足我们的访问要求。

编译字节序

CPU的字节序影响CPU的指令集。不同的GNC C工具链为了编译C代码应该使用相应CPU的大小端。例如mips-linux-gcc和mipsel-linux-gcc是被用来分别编译大端的和小端的MIPs代码。

比特序的定义

比特序就是一个字节中的bit顺序问题。一般情况下系统的比特序和字节序是保持一致的。 对应分为以下情况:
LSB 0 位序：字节的第0位存放数据的least significant bit，即我们的数据的最低位存放在字节的第0位。（对应小端字节序）
MSB 0 位序：节的第0位存放数据的most significant bit，即我们的数据的最高位存放在字节的第0位。（对应大端字节序）
LSB是指 least significant bit，MSB是指 most significant bit。
比特序1 0 0 1 0 0 1 0在大端系统中最高有效比特位为1、最低有效比特位为0，字节的值为0x92。在小端系统中最高、最低有效比特位则相反为0、1，字节的值为0x49。
跟字节序类似，要想保持一个字节值不变那么就要使系统能正确的识别最高、最低有效比特位。

字节序与bit序的转换

结构体的位域

对于位域有一个约定：在C语言的结构体中如果包含了位域，如果位域A定义在位域B之前，那么位域A总是出现在低序的比特位。
参考如下代码:

小端机器A上的结果

对应字节上的bit序如下图: