ARM存儲格式之 大端小端
加入技術交流群
端模式（Endian）的這個詞出自Jonathan Swift書寫的《格列佛游記》。這本書根據將雞蛋敲開的方法不同將所有的人分為兩類，從圓頭開始將雞蛋敲開的人被歸為Big Endian，從尖頭開始將雞蛋敲開的人被歸為Littile Endian。小人國的內戰就源于吃雞蛋時是究竟從大頭（Big-Endian）敲開還是從小頭（Little-Endian）敲開。在計算機業Big Endian和Little Endian也幾乎引起一場戰爭?！ ?/p>本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/201611/316677.htm
我們知道在內存中數據是以字節為單位進行存儲的，每個地址單元對應著一個字節（byte），一個字節為8位（bite）。但是很多時候數據除了8bit額char外，還有16bit的short，32位的long型（要看具體的編譯器），必然存在多字節安排的問題。不同的計算機存放多字節值的順序不同，有些機器在起始地址存放低位字節（低位先存），即小端模式；有的機器在起始地址存放高位字節（高位先存），即大端模式。基于Intel的CPU，采用的是低位先存。而KEIL C51則為大端模式。大端小端對應著數據在存儲器中的存放順序。
同時，在網絡傳輸中，網絡協議需要指定網絡字節順序，TCP/IP協議中使用16位整數和32位整數的高位先存模式，對應我們的大端模式。
下面是兩個具體例子：
16bit寬的數0x1234在Little-endian模式（以及Big-endian模式）CPU內存中的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：
| 內存地址 | 小端模式存放內容 | 大端模式存放內容 |
| 0x4000 | 0x34 | 0x12 |
| 0x4001 | 0x12 | 0x34 |
32bit寬的數0x12345678在Little-endian模式以及Big-endian模式）CPU內存中的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：
| 內存地址 | 小端模式存放內容 | 大端模式存放內容 |
| 0x4000 | 0x78 | 0x12 |
| 0x4001 | 0x56 | 0x34 |
| 0x4002 | 0x34 | 0x56 |
| 0x4003 | 0x12 | 0x78 |
聯合體union的存放順序是所有成員都從低地址開始存放，利用該特性可以輕松地獲得了CPU對內存采用Little-endian還是Big-endian模式讀寫。
寫程序判斷處理器是Little-endian模式，還是Big-endian模式，可以通過以下程序：
1>.通過將int強制類型轉換成char單字節，通過判斷起始存儲位置。
2{
3inti=1;
4char*cp=(char*)&i;//前面是指針運算符*，前值類型轉換。后面是取地址符號。
5if(*cp)//如果此時cp指向的內存為1的話，則為小端，否則為大端。
6printf("Little Endiann");
7else
8printf("Big Endiann");
9
10exit(EXIT_SUCCESS);
11}
注釋：如果小端方式中（i占至少兩個字節的長度）則i所分配的內存最小地址那個字節中就存著1，其他字節是0.大端的話則1在i的最高地址字節處存放，char是一個字節，所以強制將char型量p指向i則p指向的一定是i的最低地址，那么就可以判斷p中的值是不是1(或者為0，也即是假)來確定是不是小端。
或者如下程序：
{
shortintx;
charx0,x1;
x=0x1122;
x0=((char*)&x)[0];//低地址單元
x1=((char*)&x)[1];//高地址單元
if(0x11==x0&&0x22==x1)
{
cout<<"Big_endian"<
else
{
cout<<"Little_endian"<
}
2>.利用聯合體union的存放順序是所有成員都從低地址開始存放，判斷處理器模式。
{
{
union w
{
inta;
charb;
} c;
c.a=1;
return(c.b==1);
}
}
以及如下程序：
{
union _dword
{
intall;
struct_bytes
{
charbyte0;
charpad[3];
}bytes;
}dword;
dword.all=0x87654321;
return(0x21==dword.bytes.byte0);
}
分析：如果你的處理器調用函數isLittleEndian返回1，那么說明你的處理器為little endian,否則為big endian.注意，如果在little endian處理器上，byte0和pad按內存從低到高的存放順序：LOW->byte0 pad[0] pad[1] pad[2] ->HIGH；0x87654321按內存從低到高的存放順序: 0x21 0x43 0x65 0x87, 可見byte0對應到0x21。所以通過判斷dword中第一個字節dword.bytes.byte0是否與0x21相等就可以看出是否是little endian。
PS:本文后面幾個程序都是從網上摘抄過來的，對于聯合體Union不是很清楚的可以參看http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fa943920100ob37.html我覺得這篇博文寫的很詳細。通過本文對大端小端模式有了一個比較深的理解吧。也希望對讀者有些許幫助，謝謝！接下來我會總結下聯合Union結構和Struct的區別。
評論