详解大端模式和小端模式

详解大端模式和小端模式

  • 一、什么是大端和小端
  • 二、数组在大端小端情况下的存储
  • 三、为什么会有大小端模式之分呢?

一、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。

两个具体例子:
1)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

2)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

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。

二、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

三、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型之外,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何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储和小端存储模式。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。一般操作系统都是小端,而通讯协议是大端的。

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