如何在Shell中获取IEEE 754浮点数的十六进制表示

前置说明 #

适用环境：仅预装sh、hexdump、bc工具的嵌入式Linux环境，无gdb、python、perl、bash、od等额外依赖。

可用实现方案 #

方案一：bc手动计算IEEE 754编码实现 #

bc本身支持浮点数运算，可通过脚本手动实现IEEE 754单精度/双精度浮点数编码逻辑，以下为单精度浮点数转HEX的可直接运行脚本：

float_to_hex() {
    local f=$1
    # 以下为IEEE 754单精度编码逻辑，可按需修改为双精度
    echo "scale=10;
    define abs(x) { if (x < 0) return -x; return x; }
    f = $f;
    sign = 0;
    if (f < 0) { sign = 1; f = -f; }
    if (f == 0) { print 0; quit; }
    e = 0;
    while (f >= 2) { f /= 2; e += 1; }
    while (f < 1) { f *= 2; e -= 1; }
    biased_e = e + 127;
    mantissa = (f - 1) * 2^23;
    hex = sign * 2^31 + biased_e * 2^23 + mantissa;
    obase=16; hex;
    " | bc
}
# 调用示例
float_to_hex 4.0

调用上述函数输入4.0即可得到输出40800000，符合单精度浮点数4.0的HEX编码结果。

方案二：结合hexdump的轻量实现 #

如果不需要手动实现编码逻辑，也可以通过输出浮点数原生二进制后调用hexdump转码，示例如下：

# 输出浮点数二进制流，通过hexdump转HEX
printf "%f" 4.0 | hexdump -e '1/4 "%08x"'

注：如果需要调整大小端输出，可修改hexdump的格式化参数，例如小端输出可改为-e '4/1 "%02x"'

备选方案 #

如果以上脚本方案适配性不足，可开发极简C工具实现，总代码量不足20行，嵌入式环境编译后开销极低：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char** argv) {
    float f = atof(argv[1]);
    uint32_t hex = *(uint32_t*)&f;
    printf("%08x\n", hex);
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tundy