飞腾CPU体系结构之字节序

字节序

描述数值在内存中的每一个字节排列顺序。

举例说明，以一个32位4字节为例，数值0x1234_5678的小端字节序和大端字节序描述如下：

1. 小端字节序

字节	3	2	1	0
	0x12	0x34	0x56	0x78

2. 大端字节序

字节	3	2	1	0
	0x78	0x56	0x34	0x12

需要注意的是：

字节序仅仅描述字节之间的位置关系，并不描述字节内部位序关系。
对于一个特定的CPU体系结构，位序和字节序保持一致。

大端字节序主要是Power体系结构和网络传输设备。那么小端字节序的CPU和网络之间的进行数据转换时，需进行字节序转换。

飞腾CPU上的字节序

飞腾CPU支持小端字节序。

飞腾CPU上的字节转换指令

飞腾CPU提供五种字节转换指令，具体操作如下

REV <Wd>, <Wn>
REV <Xd>, <Xn>    // REV64 <Xd>, <Xn> 这两条指令是一样的
REV16 <Wd>, <Wn>
REV16 <Xd>, <Xn>
REV32 <Xd>, <Xn>

下面我们用一个32位0x12345678和一个64位0x01234567_89abcdef来介绍上面五种操作的效果。

1. REV <Wd>, <Wn>

字节	3	2	1	0
操作前	0x12	0x34	0x56	0x78
操作后	0x78	0x56	0x34	0x12

2. REV <Xd>, <Xn>

字节	7	6	5	4	3	2	1	0
操作前	0x01	0x23	0x45	0x67	0x89	0xab	0xcd	0xef
操作后	0xef	0xcd	0xab	0x89	0x67	0x45	0x23	0x01

3. REV16 <Wd>, <Wn>

字节	3	2	1	0
操作前	0x12	0x34	0x56	0x78
操作后	0x34	0x12	0x78	0x56

4. REV16 <Xd>, <Xn>

字节	7	6	5	4	3	2	1	0
操作前	0x01	0x23	0x45	0x67	0x89	0xab	0xcd	0xef
操作后	0x23	0x01	0x67	0x45	0xab	0x89	0xef	0xcd

5. REV32 <Xd>, <Xn>

字节	7	6	5	4	3	2	1	0
操作前	0x01	0x23	0x45	0x67	0x89	0xab	0xcd	0xef
操作后	0x67	0x45	0x23	0x01	0xef	0xcd	0xab	0x89

基于上述指令可以实现字节转换的C语言函数为

inline __attribute_const__ __u32 __arch_swab16(__u16 x)
{__asm__("rev16 %w0, %w1" : "=r" (x) : "r" (x));return x;
}inline __attribute_const__ __u32 __arch_swab32(__u32 x)
{__asm__("rev %w0, %w1" : "=r" (x) : "r" (x));return x;
}inline __attribute_const__ __u64 __arch_swab64(__u64 x)
{__asm__("rev %x0, %x1" : "=r" (x) : "r" (x));return x;
}
inline __attribute_const__ __u32 __arch_swahw32(__u32 x)
{__asm__ __volatile__ ("rev32 %x0, %x1\nrev16 %x0, %x0" : "=r" (x) : "r" (x));return x;
}
inline __attribute_const__ __u32 __arch_swahb32(__u32 x)
{__asm__("rev16 %w0, %w1" : "=r" (x) : "r" (x));return x;
}

上述函数的具体意义与下面宏分别对应

#define ___constant_swab16(x) ((__u16)(              \(((__u16)(x) & (__u16)0x00ffU) << 8) |           \(((__u16)(x) & (__u16)0xff00U) >> 8)))#define ___constant_swab32(x) ((__u32)(                \(((__u32)(x) & (__u32)0x000000ffUL) << 24) |     \(((__u32)(x) & (__u32)0x0000ff00UL) <<  8) |     \(((__u32)(x) & (__u32)0x00ff0000UL) >>  8) |     \(((__u32)(x) & (__u32)0xff000000UL) >> 24)))#define ___constant_swab64(x) ((__u64)(              \(((__u64)(x) & (__u64)0x00000000000000ffULL) << 56) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0x000000000000ff00ULL) << 40) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0x0000000000ff0000ULL) << 24) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0x00000000ff000000ULL) <<  8) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0x000000ff00000000ULL) >>  8) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0x0000ff0000000000ULL) >> 24) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0x00ff000000000000ULL) >> 40) |    \(((__u64)(x) & (__u64)0xff00000000000000ULL) >> 56)))#define ___constant_swahw32(x) ((__u32)(            \(((__u32)(x) & (__u32)0x0000ffffUL) << 16) |     \(((__u32)(x) & (__u32)0xffff0000UL) >> 16)))#define ___constant_swahb32(x) ((__u32)(         \(((__u32)(x) & (__u32)0x00ff00ffUL) << 8) |      \(((__u32)(x) & (__u32)0xff00ff00UL) >> 8)))

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