大端模式和小端模式
什么是大端和小端
Big-Endian和Little-Endian的定义如下:- 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。
- 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:- 大端模式:
低地址 —————–> 高地址 0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78 - 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。
- 大端模式:
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:1
2
3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:
1
2
3
4
5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
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。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:1
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15Big-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
ittle-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。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 plaincopyprint?1
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10BOOL 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 plaincopyprint?
1
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14BOOL IsBigEndian()
{
union NUM
{
int a;
char b;
}num;
num.a = 0x1234;
if( num.b == 0x12 )
{
return TRUE;
}
return FALSE;
}
- 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。- 常见CPU的字节序
Big Endian : PowerPC、IBM、Sun Little Endian : x86、DEC ARM既可以工作在大端模式,也可以工作在小端模式。
- 常见CPU的字节序