操作系统的大小端模式

 

什么是大小端模式

大小端存储由 CPU架构 决定。

大端模式（ big endian ）：低地址存在高位，高地址存在低位；

小端模式（ Little Endian ）：低地址存在低位；高地址高位；

例如：

使用大端模式的有：Mac OS、PowerPC、IBM、Sun、 TCP/IP网络数据流；

使用小端模式的有：x86、Linux；

而ARM可以是大端模式，也可以是小端模式；

 

 

如何判断CPU是大端模式还是小端模式

// liunx内核的方法

void check_CPU_mode_1()

{   // union共享同一段内存；

    // 对齐方式需适合其中所有的成员，即大小能被其包含的所有基本数据类型的大小所整除。

    static union{

        char c[4];

        unsigned long mylong; // unsigned long 为4个字节

    }endian_test = { {'L','?','?','B'} };

    #define ENDIANNESS  ( (char)endian_test.mylong )

    if ( 'b' == ENDIANNESS )

        printf(" it's Big endian\n");

    else

        printf("it's Little endian\n");

}

// 指针方法

void check_CPU_mode_2()

{    

    int a = 1;

    unsigned char *p = (unsigned char*)(&a); // p指向指向a地址最低一个字节

    if( *p == 1)

        cout << "CPU使用小端模式存储\n";

    else

        cout << "CPU使用大端模式存储\n";

}

 

用宏实现大小端转换

/*  定义多行宏时在每一行后面加 '\' */

//对于16位数据

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

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

//对于32位数据

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

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

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

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

 

 

 

数组在大小端情况下的存储情况

若存在unsigned int value = 0x12345678，用unsigned char buf[4]来表示value，则

 

 

例题1

假设在一个 32 位 little endian 的机器上运行下面的程序，结果是多少？

#include

int main()

{

    long long a = 1, b = 2, c = 3;// long long 4字节 = 32bit

    printf("%d,%d,%d\n", a, b, c);  // %d格式输出的是4个字节大小，

    return 0;

}

输出结果为：1,0,2 

 

小端模式，a端为低地址，c端为高地址，long long 为8字节，a=0x01,b=0x02,c=0x03

注：printf()是一个库函数，C，C++中函数的参数是从右往左入堆栈的，再弹出；%d格式输出的是4个字节大小，

	小端模式
0x03	c	0
		3
0x02	b	0
		2
0x00	a	0
		1

 

若存在数据 A = ‭305419896‬，十六进制表示为：0x12345678

	大端模式
内存地址		HEX数位
0x03		78
0x02		56
0x01		34
0x00		12

一个字节地址空间占8个位(bit)，而一个十六进制数据位占4位(bit)， 所以一个内存地址可以存两个十六进制数据位

 

 

 

例题2

int main()

{

    unsigned int value = 1024;  // 4 个 字节  

    cout << hex << &value << endl;

    

    bool *p = (bool*)(&value); 

    cout << hex << p << endl;

    

    p++;// p 指向 value地址， 不过移动的话按 bool 步长移动

    cout << p << endl;

    

    bool condition = *((bool *)(&value));  //(bool *)(&value);取的是第一位的地址

    if (condition)

        printf("condition=1");

    else

        printf("condition=0");        

}

unsigned int 为4个字节， 1024 = 0x0000 0400

注： 涉及地址间的强制类型转换；16进制分析；大小端模式分析；

小端模式		大端模式
高地址	00		00
	00		04
	04		00
低地址	00		00