编译时字节序相关表达式？

Question

在实现 UDP BitTorrent 跟踪器协议时，我注意到最常见的数据包解析步骤是检查前 64 位是否是协议 id

0x41727101980

，用于请求连接，然后再假设它是给出的连接 id 之一。

我意识到，当连接 id 只是用作唯一的位序列时，它的字节顺序并不重要，因此我有一个想法，就是不将其从网络字节顺序转换为主机，而只是按原样使用这些值，但是只有一个问题，所写的协议 id 与以大端编码的数据包中的协议 id 不匹配，除非代码在大端机器上运行，所以我必须始终在某个地方转换前 64 位。

我知道我可以在运行时转换该值一次，但也许有一些 hack 允许在

0x41727101980

中表达这个值

uint64_t

，这确保无论系统的字节序如何，它总是以大字节序编码？

我真正想知道的是是否相当于：

static uint64_t const PROTOCOL_ID = htobe64(0x41727101980);

在编译时是可能的。

Answer 1

BitTorrent 协议表示 “所有值均按网络字节顺序（大端）发送” 并针对连接请求显示此内容：

connect request:

Offset  Size            Name            Value
0       64-bit integer  protocol_id     0x41727101980 // magic constant

然后只需将最高有效字节放置在最小内存地址，直到将存储在最大内存地址的最低有效字节。

• 将您感兴趣的值中的字节一直右移，使其占据位0-7。
• 二进制 AND

  0xFF

  删除第 8 位及以上。
• 向左移动到位
• 对值中的所有字节执行此操作，并对所有结果进行二进制或以形成新值。

它可能看起来像这样：

#include <concepts>
#include <utility>

template <class T>
    requires(std::unsigned_integral<T>)
constexpr T htobe(T val) {
    return [val]<std::size_t... I>(std::index_sequence<I...>) {
        return (... | ((val >> ((8 * (sizeof(T) - I - 1))) & 0xFF) << (8 * I)));
    }(std::make_index_sequence<sizeof(T)>());
}

constexpr auto PROTOCOL_ID = htobe(0x41727101980u);

注意：这是假设您的系统上一个字节有 8 位。如果你想让它在其他系统上工作，你需要使用

CHAR_BIT

来调整位移位。

演示