C，arm中的大端字节数组到小端结构元素

Question

在我的应用程序中，微控制器 stm32f103 通过 USART 接收固定长度的消息，它们包含 gps 速度，这是大端数据。但是结构中的元素是小端的。有没有什么办法不用手动写正确的方式？

typedef struct {
    uint32_t test1;
    uint16_t test2;
}Mst;

uint8_t myArray[6] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06 };

void main()
{
    Mst * myStruct_p = (Mst)myArray;
}

但之后myStruct_p->test1等于0x030201，但应该是0x010203，myStruct_p->test2等于0x0605，但应该是0x0506。

Answer 1

由于它是 ARM-Cortex M3，我们可以使用特殊的处理器指令。 ARM CMSIS 有一个非常方便的内部函数__REV 和__REV16，它们实际上编译为单个机器代码指令。

typedef union 
{
    struct 
    {
        uint32_t test1;
        uint16_t test2;
    };
    uint8_t bytes[6];
}Mst;

Mst mst = {.bytes = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06 }};

void main()
{
    mst.test1 = __REV(mst.test1);
    mst.test2 = __REV16(mst.test2);
}

Answer 2

以这种方式投射是行不通的。

您可以进行“反序列化”操作。

虽然这可能比其他一些方法慢，但它可以让您更好地控制协议（例如struct 成员顺序不必遵循协议）并且，结构中可能存在填充，这将如果我们在结构的末尾添加（例如）uint32_t test3;，就会显示出来。

代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

typedef struct {
    uint32_t test1;
    uint16_t test2;
} Mst;

uint8_t myArray[6] = { 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06 };

uint32_t
get32(uint8_t **base)
{
    uint8_t *ptr;
    uint32_t val = 0;

    ptr = *base;

    for (int len = sizeof(uint32_t);  len > 0;  --len) {
        val <<= 8;
        val |= *ptr++;
    }

    *base = ptr;

    return val;
}

uint16_t
get16(uint8_t **base)
{
    uint8_t *ptr;
    uint16_t val = 0;

    ptr = *base;

    for (int len = sizeof(uint16_t);  len > 0;  --len) {
        val <<= 8;
        val |= *ptr++;
    }

    *base = ptr;

    return val;
}

int
main(void)
{
    Mst myS;

    uint8_t *arr = myArray;

    myS.test1 = get32(&arr);
    myS.test2 = get16(&arr);

    printf("test1=%8.8X test2=%4.4X\n",myS.test1,myS.test2);

    return 0;
}

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更新：

是的，伙计们，他们会工作，但我想尽可能少地使用处理器。这是相当手动地将字节放入正确的顺序。同样，过程Mst * struct_p = (Mst*)myArray 工作安全，因为在定义struct 时我使用__attribute__((packed))，只是忘了写这个

我打算提及/建议packed 作为一种可能性。

在任何一种情况下，您都可以使用 [在 GNU 下]：byteswap.h 来获取 bswap_*。 Endian 交换非常普遍，因此这些为给定的拱 [高度] 优化。他们甚至可以调用编译器内部函数（例如__builtin_bswap32），这些函数利用arch 具有的任何特殊指令（例如x86 具有bswap 指令，arm 具有rev16）。

所以，你可以做 [i.e.将for 循环替换为]（例如）bswap_*:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <byteswap.h>

typedef struct {
    uint32_t test1;
    uint16_t test2;
    uint32_t test3;
} __attribute__((__packed__)) Mst;

uint8_t myArray[] = {
    0x01, 0x02, 0x03, 0x04,
    0x05, 0x06,
    0x07, 0x08, 0x09, 0x0A
};

void
getall(Mst *myS)
{

    myS->test1 = bswap_32(myS->test1);
    myS->test2 = bswap_16(myS->test2);
    myS->test3 = bswap_32(myS->test3);
}

int
main(void)
{
    Mst *myS = (Mst *) myArray;

    getall(myS);

    printf("test1=%8.8X test2=%4.4X test3=%8.8X\n",
        myS->test1,myS->test2,myS->test3);

    return 0;
}

Answer 3

由于对齐问题和结构填充，将结构指针覆盖到字节数组上可能不一定有效。

正确的方法是首先使用memcpy 复制元素：

Mst myStruct;
memcpy(&myStruct.test1, myArray, sizeof(myStruct.test1);
memcpy(&myStruct.test2, myArray + 4, sizeof(myStruct.test2);

然后使用 ntohs 和 ntohl 分别将 16 位和 32 位值从大端格式转换为主机的字节序。

myStruct.test1 = ntohl(myStruct.test1);
myStruct.test2 = ntohs(myStruct.test2);

Answer 4

如果您只需要将 8 位数据转换为大端，假设数据格式将按顺序 (ABCD)，如果最终结果将存储在 32 位变量中，如果最终结果将存储在 16 位变量中，则数据格式将是 (DCBA)然后格式化将 (AB) 和 (BA) 。

因此，如果您知道您的 UART 数据以哪种格式传输，则可以通过一点位移技术来完成。

让我们首先假设您的 UART 数据以小端格式输入，而您希望它采用大端格式，那么您可以这样做。

//no structure required
uint32_t myValue;
uint16_t value;
uint8_t myArray[4] = { 0x04, 0x03, 0x02, 0x01 }; 
// little endian data for 32 bit

uint8_t A[2] = {0x02 ,0x01};  // little endian data for 16 bit
void main()
{
    myValue = myArray[3]<<24 | myArray[2]<<16 | myArray[1]<<8 | myArray[0]; // result in big endian 32 bit value

   value = A[1]<<8 | A[0];  // result in big endian 16bit value
}