大端和小端(Big endian and Little endian)

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大端和小端(Big endian and Little endian)

ghost丶桃子 2016-05-20 17:40:09 浏览630 评论0

摘要: 一、大端和小端的问题 对于整型、长整型等数据类型,Big endian 认为第一个字节是最高位字节(按照从低地址到高地址的顺序存放数据的高位字节到低位字节);而 Little endian 则相反,它认为第一个字节是最低位字节(按照从低地址到高地址的顺序存放据的低位字节到高位字节)。

一、大端和小端的问题

对于整型、长整型等数据类型,Big endian 认为第一个字节是最高位字节(按照从低地址到高地址的顺序存放数据的高位字节到低位字节);而 Little endian 则相反,它认为第一个字节是最低位字节(按照从低地址到高地址的顺序存放据的低位字节到高位字节)。

例如,假设从内存地址 0x0000 开始有以下数据:  
0x0000         0x0001       0x0002       0x0003  
0x12            0x34           0xab           0xcd 
如果我们去读取一个地址为 0x0000 的四个字节变量,若字节序为big-endian,则读出结果为0x1234abcd;若字节序为little-endian,则读出结果为0xcdab3412。

如果我们将0x1234abcd 写入到以 0x0000 开始的内存中,则Little endian 和 Big endian 模式的存放结果如下:  
地址           0x0000         0x0001        0x0002          0x0003 
big-endian   0x12           0x34            0xab            0xcd  
little-endian  0xcd           0xab            0x34            0x12

一般来说,x86 系列 CPU 都是 little-endian 的字节序,PowerPC 通常是 big-endian,网络字节顺序也是 big-endian还有的CPU 能通过跳线来设置 CPU 工作于 Little endian 还是 Big endian 模式。

对于0x12345678的存储:

小端模式:(从低字节到高字节)
地位地址 0x78 0x56 0x34 0x12 高位地址

大端模式:(从高字节到低字节)
地位地址 0x12 0x34 0x56 0x78 高位地址

二、大端小端转换方法

htonl() htons() 从主机字节顺序转换成网络字节顺序
ntohl() ntohs() 从网络字节顺序转换为主机字节顺序

Big-Endian转换成Little-Endian

#define BigtoLittle16(A) ((((uint16)(A) & 0xff00) >> 8) | (((uint16)(A) & 0x00ff) << 8))
#define BigtoLittle32(A) ((((uint32)(A) & 0xff000000) >> 24) | (((uint32)(A) & 0x00ff0000) >> 8) | \
             (((uint32)(A) & 0x0000ff00) << 8) | (((uint32)(A) & 0x000000ff) << 24))

三、大端小端检测方法

如何检查处理器是big-endian还是little-endian?

C程序:

    int i = 1;   
    char *p = (char *)&i;   
    if(*p == 1)     
          printf("Little Endian"); 
    else
          printf("Big Endian");

    大小端存储问题,如果小端方式中(i占至少两个字节的长度)则i所分配的内存最小地址那个字节中就存着1,其他字节是0.大端的话则1在i的最高地址字节处存放,char是一个字节,所以强制将char型量p指向i则p指向的一定是i的最低地址,那么就可以判断p中的值是不是1来确定是不是小端。

  联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放,利用该特性就可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。

复制代码
/*return 1: little-endian, return 0: big-endian*/
int checkCPUendian()
{
  union
  {
    unsigned int a;
    unsigned char b; 
  }c;
  c.a = 1;
  return (c.b == 1); 
}
复制代码

实现同样的功能,来看看Linux 操作系统中相关的源代码是怎么做的:

static union { char c[4]; unsigned long mylong; } endian_test = {{ 'l', '?', '?', 'b' } };

#define ENDIANNESS ((char)endian_test.mylong)

Linux 的内核作者们仅仅用一个union 变量和一个简单的宏定义就实现了一大段代码同样的功能!(如果ENDIANNESS=’l’表示系统为little endian,为’b’表示big endian)

四、一些笔试题目

  char *sz = "0123456789"; 
  int *p = (int*)sz; 
  printf("%x\n",*++p); 

字符'0'对应的十六进制是0x30,请问在x86环境下程序输出是多少?

假设字符串sz地址从@0开始,那么sz在内存的存储为 
@0   @1   @2   @3   @4   @5   @6   @7   @8   @9 
0x30 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 
当你把char*强制类型转化成int*后,因为int占四个字节,那么p指向@0,并且*p占有的地址是@0@1@2@3,打印的时候 先进行++p操作,那么p指向@4,此时*p占有的地址是@4@5@6@7,根据上面地地址存地位,高地址存高位的解释,那么*p应该等于0x37363534

    int a = 0x12345678;
    char *p = (char*)(&a);
    printf("%x\n",*(p+1));

例如对于0x12345678,网络字节顺序是这样0x12,0x34,0x56,0x78存储的,这种方式称为big-endian
intel处理器是0x78 0x56 0x34 0x12这样来存储的,称为小尾little-endian
在x86环境下题目中的p指向0x78,加1后指向0x56

复制代码
#include <stdio.h>
union
{
    int i;
    char x[2];
}a;
int main()
{
    a.x[0] = 10;
    a.x[1] = 1;
    printf("%d",a.i);
    return 0;
}
复制代码

x86下输出答案: 266 (x86下:低位低地址,高位高地址,i内存里存的值是Ox010A,十进制为266)

复制代码
int main()
{
    union
    {
        int i;
        struct
        {
            char first;
            char second;
        }half;
    }number;
    number.i=0x4241;
    printf("%c %c\n", number.half.first, number.half.second);
    number.half.first='a';
    number.half.second='b';
    printf("%x\n", number.i);
    return 0;
}
复制代码

x86下输出答案:
       A B   (0x41对应'A',是低位;Ox42对应'B',是高位)
       6261 (number.i和number.half共用一块地址空间0x6261)

 

 

作者:阿凡卢
出处:http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/
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