大小端模式

關於大端小端名詞的由來，有乙個有趣的故事，來自於jonathan swift的《格利佛遊記》：lilliput和blefuscu這兩個強國在過去的36個月中一直在苦戰。戰爭的原因：大家都知道，吃雞蛋的時候，原始的方法是打破雞蛋較大的一端，可以那時的皇帝的祖父由於小時侯吃雞蛋，按這種方法把手指弄破了，因此他的父親，就下令，命令所有的子民吃雞蛋的時候，必須先打破雞蛋較小的一端，違令者重罰。然後老百姓對此法令極為反感，期間發生了多次叛亂，其中乙個皇帝因此送命，另乙個丟了王位，產生叛亂的原因就是另乙個國家blefuscu的國王大臣煽動起來的，叛亂平息後，就逃到這個帝國避難。據估計，先後幾次有11000餘人情願死也不肯去打破雞蛋較小的端吃雞蛋。這個其實諷刺當時英國和法國之間持續的衝突。danny cohen一位網路協議的開創者，第一次使用這兩個術語指代位元組順序，後來就被大家廣泛接受。

big-endian和little-endian的定義如下：

1) little-endian就是低位位元組排放在記憶體的低位址端，高位位元組排放在記憶體的高位址端。

2) big-endian就是高位位元組排放在記憶體的低位址端，低位位元組排放在記憶體的高位址端。

舉乙個例子，比如數字0x12 34 56 78在記憶體中的表示形式為：

1)大端模式：

低位址 -----------------> 高位址

0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78

2)小端模式：

低位址 ------------------> 高位址

0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12

可見，大端模式和字串的儲存模式類似。

3)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記憶體中的存放方式（假設從位址0x4000開始存放）為：

記憶體位址

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記憶體中的存放方式（假設從位址0x4000開始存放）為：

記憶體位址

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

4)大端小端沒有誰優誰劣，各自優勢便是對方劣勢：

小端模式：強制轉換資料不需要調整位元組內容，1、2、4位元組的儲存方式一樣。

大端模式：符號位的判定固定為第乙個位元組，容易判斷正負。

以unsigned int value = 0x12345678為例，分別看看在兩種位元組序下其儲存情況，我們可以用unsigned char buf[4]來表示value：

big-endian: 低位址存放高位，如下：

高位址---------------

buf[3] (0x78) -- 低位

buf[2] (0x56)

buf[1] (0x34)

buf[0] (0x12) -- 高位

---------------

低位址little-endian: 低位址存放低位，如下：

高位址---------------

buf[3] (0x12) -- 高位

buf[2] (0x34)

buf[1] (0x56)

buf[0] (0x78) -- 低位

--------------

低位址

這是因為在計算機系統中，我們是以位元組為單位的，每個位址單元都對應著乙個位元組，乙個位元組為8bit。但是在c語言中除了8bit的char之外，還有16bit的short型，32bit的long型（要看具體的編譯器），另外，對於位數大於8位的處理器，例如16位或者32位的處理器，由於暫存器寬度大於乙個位元組，那麼必然存在著乙個如果將多個位元組安排的問題。因此就導致了大端儲存模式和小端儲存模式。例如乙個16bit的short型x，在記憶體中的位址為0x0010，x的值為0x1122，那麼0x11為高位元組，0x22為低位元組。對於大端模式，就將0x11放在低位址中，即0x0010中，0x22放在高位址中，即0x0011中。小端模式，剛好相反。我們常用的x86結構是小端模式，而keil c51則為大端模式。很多的arm，dsp都為小端模式。有些arm處理器還可以由硬體來選擇是大端模式還是小端模式。

可以編寫乙個小的測試程式來判斷機器的位元組序：

[cpp]view plain

copy

intchecksystem()

c.i = 1;

return

(c.ch==1);

//true 1 表示小端模式

}

或者用下面這個**也可以測試大小端模式：

[cpp]view plain

copy

bool

isbigendian()

num;

num.a = 0x1234;

if( num.b == 0x12 )

return

false

; }

一般作業系統都是小端，而通訊協議是大端的。

常見cpu的位元組序

big endian : powerpc、ibm、sun

little endian : x86、dec

arm既可以工作在大端模式，也可以工作在小端模式。

常見檔案的位元組序

adobe ps – big endian

bmp – little endian

dxf(autocad) – variable

gif – little endian

jpeg – big endian

macpaint – big endian

rtf – little endian

乙個例子，請看下面的輸出結果是多少？我的機器用上面的**測試後是小端模式。

[cpp]view plain

copy

intmain(

void

) ;

int* ptr1 = (

int*)(&a+1);

int* ptr2 = (

int*)((

int)a+1);

printf("%x,%x\n"

,ptr1[-1],*ptr2);

printf("%d,%d\n"

,ptr1[-1],*ptr2);

system("pause"

);

}

先把結果拿出來

經過除錯陣列a的首位址為0x002dfb80, &a+1表示把指標從a的首位址處移a陣列大小，即移動5個int的大小（20）。20的16進製為0x14。所有&a+1的位址為0x002dfb80+0x14=0x002dfb94，即ptr1的位址為0x002dfb94，ptr1[-1]就是位址0x002dfb94減乙個int的大小，即ptr1[-1]=0x002dfb94-0x4=0x002dfb90。這裡0x002dfb90的位址正好是a[4]的位址，所以結果是5。

for ptr2:

(int)a+1表示的是先把a轉換為整形，然後再加1。最後把加1後的值作為乙個指向int的指標。這裡a本來就是陣列的首位址。前面提到a的首位址為0x002dfb80，所有ptr2的位址為0x002dfb81.

這裡注意，把ptr2輸出來的時候就要考慮大小端模式了，我的環境為小端模式，所以位址的低位儲存的是資料的高位。具體在記憶體中的儲存為如下情況

因ptr2指向的是int型別，所有把*ptr2輸出的時候它會連續取四個位元組。位址空間為0x002dfb81~0x002dfb84。該位址空間對應的資料為 00000000 00000000 00000000 00000010，把此資料用小端模式讀取出來為0x02000000。所以以16進製制輸出的結果2000000，0x02000000轉換為十進位制為33554432.

reference：

**：

大小端模式

大小端模式

大小端模式

大小端模式

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