大端/小端/宏

以0x01234567为例

大端法(big endian) : 最高有效字节在最前面

地址
0x1000x01
0x1010x23
0x1020x45
0x1030x67

小端法(big endian) : 最低有效字节在最前面。大多数Intel兼容机器为小段机。

地址
0x1000x67
0x1010x45
0x1020x23
0x1030x01

以下可以测试机器是大端还是小端。

static union
{
    char c[4];
    unsigned long mylong;
} endian_test = {{'l','?','?','b'}};

#define ENDIANNESS ((char)endian_test.mylong)
地址大端机小端机
0x100bl
0x101??
0x102??
0x103lb

求一个结构体struct里某个变量相对于struct的偏移量

{
    int a;
    char b[20];
    double ccc;
}

#define FIND(struc, e) (size_t)&(((struc*)0)->e)
// (struc*)0 将0强制转换为struc*,即为指向struct的指针
// &((struc*)0)->e 表示取结构体中e的地址
// 因为首地址为0,则e的地址即为偏移量

FIND(student, a); //0
FIND(student, b); //4
Modbus协议作为一种广泛应用的通信协议,其数据传输格式在不同设备间需要保持一致性。因此,理解大端(Big-endian)和小端(Little-endian)字节序的区别及其使用场景对于正确实现Modbus通信至关重要。 ### 大端小端的基本区别 - **大端模式**是指高位字节存储在低地址中,低位字节存储在高地址中。 - **小端模式**则相反,低位字节存储在低地址中,高位字节存储在高地址中。 例如,一个32位整数`0x12345678`在内存中的表示: - 在大端系统中:`12 34 56 78` - 在小端系统中:`78 56 34 12` Modbus协议规定其数据是以大端方式进行传输的[^1]。 ### Modbus协议中的大小端问题 由于Modbus规约里的内容是以大端的方式实现的,所有通过该协议传输的数据都应按照大端格式组织。然而,许多现代处理器架构(如x86系列)默认使用的是小端模式[^2]。这意味着,在发送数据之必须将本地的小端数据转换为大端格式以符合Modbus的要求;同样地,在接收数据后也需要进行相应的转换来适配本地处理器的字节序。 这种转换通常涉及对多字节数值的操作,比如16位或32位整型数值。为了处理这种情况,可以采用特定的函数或者定义来进行字节交换操作,如提供的例子中的`BigtoLittle16()`函数用于将16位数值从大端转为小端[^2]。 ### 使用场景及解决方案 #### 场景一:跨平台数据交换 当两个具有不同字节序特性的设备之间进行通信时,确保双方都能正确解析对方发送的数据就需要进行适当的转换。例如,如果ARM架构下的设备要与基于x86架构的PC交互,则需注意调整各自的数据表示形式以匹配目标系统的期望。 #### 场景二:网络编程 在网络层面上,TCP/IP协议栈普遍采用大端作为标准字节顺序(即所谓的“网络字节顺序”)。因此,无论是哪种主机字节顺序(PowerPC的大端或是Pentium的小端),都需要保证待发送的数据是按照大端形式准备好的,并且对接收到的数据作出相应调整以便于后续处理[^3]。 #### 实现技巧 针对上述需求,开发者们常常会利用预定义好的指令或库函数来简化这一过程。以下是一个简单的C语言示例,展示如何手动完成一个16位整数由小端大端的转换: ```c #include <stdint.h> // 将16位无符号整数从小端转换为大端 uint16_t swap_bytes(uint16_t value) { return ((value >> 8) & 0xFF) | ((value << 8) & 0xFF00); } ``` 此外,还有更复杂的32位数值转换方法,类似于引用中提到的`BigtoLittle32(A)`定义,它能够有效地重新排列各个字节的位置以达到目的[^4]。 总之,在实施任何类型的嵌入式系统开发特别是涉及到外部接口通信的应用场合下,深入理解并妥善解决好字节序问题是至关重要的。这不仅有助于避免潜在的数据误解风险,还能提高整个系统的兼容性和稳定性。
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