大小端模式问题

大小端模式:引用百度文库

大端模式:是指数据的高字节保存在内存的低地址中,而数据的低字节保存在内存的高地址中,这样的存储模式有点类似于把数据当成字符串顺序处理:地址由小向大增加,而数据从高位往低位放;这和我们的阅读习惯一致。

小端模式:是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中,这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来,高地址部分权值高,低地址部分权值低。

简明区分

下面以unsigned int value = 0x12345678为例,分别看看在这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
	* --------
	* buff[3] (0x78) --低位
	* buff[2] (0x56)
	* buff[1] (0x34)
	* buff[0] (0x12) --高位
	* ---------
	* 低地址

Little-Endian:低地址存放低位,如下:

	* 高地址
	* --------
	* buff[3] (0x12) --高位
	* buff[2] (0x34)
	* buff[1] (0x56)
	* buff[0] (0x78) --低位
	* ---------
	* 低地址
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

      大小端模式问题_第1张图片

简单大小端转换的宏定义

//16位大小端转换的宏
#define htons(A) ((((uint16_t)(A) & 0xff00 ) >> 8 )|\
                  (((uint16_t)(A) & 0x00ff ) << 8))
//32位大小端转换宏
#define htonl(A) ((((uint32_t)(A) & 0xff000000 ) >> 24) |\
				  (((uint32_t)(A) & 0x00ff0000 ) >> 8 ) |\
				  (((uint32_t)(A) & 0x0000ff00 ) << 8 ) |\
				  (((uint32_t)(A) & 0x000000ff ) << 24))

下面这段代码可以用来测试一下你的编译器是大端模式还是小端模式:

uint16_t x;
uint8_t x0,x1;
x = 0x1122;
x0 = ((uint8_t*)&x)[0];
x1 = ((uint8_t*)&x)[1];

若x0 = 0x11,则是大端,若x0 = 0x22 ,则是小端。

判断处理

MDK (keil5,STM32F407)c语言:

#include "stm32f4xx.h"
int mian(void)
{
    int u = 367328153 //原始数据 15 E4 FB 99
    int *K = &u;
    return 0;
}

编译连接然后下载到开发板上,然后启动调试,通过监视窗口可以看到u的地址,然后在内存窗口可以看到字节序是反序的,所以说明STM32F407是小端的,据某些资料说ARM内核是可以设置大小端,但是STM32是外设自动进入小端,似乎是无法调整的。大小端模式问题_第2张图片

86C52(keil5)C语言:这是一个大端例子,手头上没有51的开发板,所有用的是软件仿真。

#include 
int main()
{
    int longbit = sizeof(long);
    long u = 367328153 //原始数据 15 E4 FB 99
    long *k = &u;
    return 0;
}

注意了,C52是8位的处理器,long才是4个字节,看监视窗口longbit的值就知道了(紫色框),然后再看内存窗口,就会发现u的存储是跟原始数据给的顺序的一样的,所有C51和C52是大端的。

大小端模式问题_第3张图片

现阶段状况

目前Intel 的80x86系列芯片是唯一还坚持使用小端的芯片,ARM芯片默认采用小端,但可以切换为大端,而MIPS等芯片要么采用全部大端的方式存储,要么提供选项支持大端------可以在大小端之间切换。另外,对于大小端的处理也和编译器的实现有关,在C语言中,默认是小端(但在一些对于单片机的实现中却是基于大端,比如keil 51c),java是平台无关,默认是大端。在网络上传输数据普通采用的都是大端。

其中Modbus 通信协议采用的就是大端方式。

实际使用

16字节或32字节在数据通讯中的传输格式:

uint16_t Data = 0x1234

uint32_t Temp = 0x567890AB

大端传输时数据存储方式 char buff[x] = {0x12,0x34,0x56,0x78,0x90,0xAB}

大端传输时数据存储方式 char buff[x] = {0x34,0x12,0xAB,0x90,0x78,0x56}

大小端格式数据赋值:

    /*大端格式数据赋值*/
    htons(Data);
    memcpy(buff,(uint8_t*)&Data,2);
    htons(Data);
    htonl(Data);
    memcpy(buff+2,(uint8_t*)&Temp,4);
    htonl(Data);

    /*小端格式数据赋值*/   
    memcpy(buff,(uint8_t*)&Data,2);
    memcpy(buff+2,(uint8_t*)&Temp,4);    

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