大端及小端模式

最新推荐文章于 2024-12-06 11:07:31 发布

liu_qiqi

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详细信息，可参见http://blog.youkuaiyun.com/ce123/article/details/6971544

二、什么是大端和小端

Big-Endian和Little-Endian的定义如下：
1) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
2) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
举一个例子，比如数字0x12 34 56 78在内存中的表示形式为：

1)大端模式：

低地址 -----------------> 高地址
0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78

2)小端模式：

低地址 ------------------> 高地址
0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12

可见，大端模式和字符串的存储模式类似。

3)下面是两个具体例子：

16bit宽的数0x1234在Little-endian模式（以及Big-endian模式）CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：

内存地址	小端模式存放内容	大端模式存放内容
0x4000	0x34	0x12
0x4001	0x12	0x34

32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式以及Big-endian模式）CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：

内存地址	小端模式存放内容	大端模式存放内容
0x4000	0x78	0x12
0x4001	0x56	0x34
0x4002	0x34	0x56
0x4003	0x12	0x78

4)大端小端没有谁优谁劣，各自优势便是对方劣势：

小端模式：强制转换数据不需要调整字节内容，1、2、4字节的存储方式一样。
大端模式：符号位的判定固定为第一个字节，容易判断正负。

三、数组在大端小端情况下的存储：

　　以unsigned int value = 0x12345678为例，分别看看在两种字节序下其存储情况，我们可以用unsigned char buf[4]来表示value：
　　Big-Endian: 低地址存放高位，如下：
高地址
---------------
buf[3] (0x78) -- 低位
buf[2] (0x56)
buf[1] (0x34)
buf[0] (0x12) -- 高位
---------------
低地址
Little-Endian: 低地址存放低位，如下：
高地址
---------------
buf[3] (0x12) -- 高位
buf[2] (0x34)
buf[1] (0x56)
buf[0] (0x78) -- 低位
--------------
低地址

四、为什么会有大小端模式之分呢？

这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如果将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。例如一个16bit的short型x，在内存中的地址为0x0010，x的值为0x1122，那么0x11为高字节，0x22为低字节。对于大端模式，就将0x11放在低地址中，即0x0010中，0x22放在高地址中，即0x0011中。小端模式，刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式，而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

五、如何判断机器的字节序

可以编写一个小的测试程序来判断机器的字节序：

[cpp] view plain copy print ?

BOOL IsBigEndian()
{
int a = 0x1234;
char b = *(char *)&a; //通过将int强制类型转换成char单字节，通过判断起始存储位置。即等于取b等于a的低地址部分
if( b == 0x12)
{
return TRUE;
}
return FALSE;
}<SPAN style="BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); FONT-FAMILY: Arial, Verdana, sans-serif; WHITE-SPACE: normal"> </SPAN>

BOOL IsBigEndian()
{
	int a = 0x1234;
	char b =  *(char *)&a;  //通过将int强制类型转换成char单字节，通过判断起始存储位置。即等于 取b等于a的低地址部分
	if( b == 0x12)
	{
		return TRUE;
	}
	return FALSE;
}

联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，利用该特性可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写：

[cpp] view plain copy print ?

BOOL IsBigEndian()
{
union NUM
{
int a;
char b;
}num;
num.a = 0x1234;
if( num.b == 0x12 )
{
return TRUE;
}
return FALSE;
}<SPAN style="BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); FONT-FAMILY: Arial, Verdana, sans-serif; WHITE-SPACE: normal"> </SPAN>

BOOL IsBigEndian()
{
	union NUM
	{
		int a;
		char b;
	}num;
	num.a = 0x1234;
	if( num.b == 0x12 )
	{
		return TRUE;
	}
	return FALSE;
}

六、常见的字节序

一般操作系统都是小端，而通讯协议是大端的。

七、如何进行转换

对于字数据（16位）：

#define BigtoLittle16(A) (( ((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | \

(( (uint16)(A) & 0x00ff) << 8))

#define BigtoLittle16(A)   (( ((uint16)(A) & 0xff00) >> 8)    | \
                                       (( (uint16)(A) & 0x00ff) << 8))

对于双字数据（32位）：

#define BigtoLittle32(A) ((( (uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | \

(( (uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \

(( (uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | \

(( (uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))